В основе зонной теории лежат следующие предположения:
При изучении движения валентных электронов положительные ионы кристаллической решетки, ввиду их большой массы, рассматриваются как неподвижные источники поля, действующего на электроны.
Расположение положительных ионов в пространстве считается строго периодическим: они размещаются в узлах идеальной кристаллической решетки данного кристалла.
Взаимодействие электронов друг с другом заменяется некоторым эффективным силовым полем. Задача сводится к рассмотрению движения электрона в периодическом силовом поле кристалла. Потенциальная энергия электрона U(r) периодически изменяется.
Энергетические зоны - совокупность возможных значений энергии валентных электронов в кристаллах. Энергетические зоны: - состоят из большого, но конечного числа очень близких уровней энергии; и - разделены интервалами запрещенных значений энергии электронов (запрещенными зонами).
Билет 7. Источниками носителей тока могут быть и различные дефекты структуры, например вакансии ,междоузельные атомы, а также недостаток или избыток атомов одного из компонентов в полупроводниковых соединениях Доноры отдают в объём П. избыточные электроны и создают таким образом электронную проводимость (n-типа). Акцепторы захватывают валентные электроны вещества, в которое они внедрены, в результате чего создаются дырки и возникает дырочная проводимость (р-типа). Примеси элементов переходной группы (Fe, Co, Ni и т.п.) создают в полупроводниках АIII ВV глубоколежащие энергетические уровни акцепторного типа и являются эффективными рекомбинационными ловушками
Билет 9.
Явление Зеебека заключается в том, что в электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных разных материалов, возникает термоэлектродвижущая сила (термоЭДС), если места контактов поддерживаются при различных температурах Т1 и Т2.
В небольшом интервале температур величина термоЭДС, U, пропорциональна разности температур:
U=(T2-T1), (6.1)
где - коэффициент термоЭДС, составляющий для Si около 0,5 мВ/К.
Зона электрического соединения ветвей полупроводникового термоэлемента называется спаем. Горячий спай – теплопоглощающий, холодный спай – тепловыделяющий.
Эффект Пельтье́ — процесс выделения или поглощения тепла при прохождении электрического тока через контакт двух разнородных проводников. Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида контактирующих веществ, силы тока и времени прохождения тока, то есть количество выделяемого тепла пропорционально количеству прошедшего через контакт заряда(Причина возникновения явления Пельтье заключается в следующем. На контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное поле. Если через контакт идёт ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта.)