Из германия с собственной проводимостью изготовлена пластина длиной 1 см. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
Из германия с собственной проводимостью изготовлена пластина длиной 1 см

Из германия с собственной проводимостью изготовлена пластина длиной 1 см .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Из германия с собственной проводимостью изготовлена пластина длиной 1 см. Пластина находилась при температуре 27℃, ее охладили так, что удельное сопротивление пластины увеличилось в 10 раз. Определить температуру охлаждённой пластины и плотность тока, который возникает в пластине, если к ней приложить напряжение 30 В. Ширина запрещённой зоны 0,72 эВ.

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

t2=-15,6. Для определения j не хватает данных.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Дано:
t1=27℃;
ρ2ρ1=10;
l=1 см=0,001 м;
U=30 В;
∆E=0,72 эВ;
t2=?j=?
1. Увеличение проводимости полупроводников с повышением температуры является их характерной особенностью (у металлов с повышением температуры проводимость уменьшается). С точки, зрения зонной теории этот факт объясняется просто: с повышением температуры растет число электронов, которые вследствие теплового возбуждения переходят в зону проводимости и участвуют в проводимости. Поэтому удельная проводимость собственных полупроводников с повышением температуры растет.
В зонной теории полупроводников доказывается, что удельная проводимость собственного полупроводника выражается по формуле
γ=γ0e-∆E2kT,
где γ0- постоянная, характерная для данного полупроводника; γ- проводимость при температуре T; ∆E- ширина запретной зоны; k- постоянная Больцмана.
Удельная проводимость при температуре T1=t1+273 К=300 К
γ1=1ρ1=γ0e-∆E2kT1, (1)
при температуре T2-
γ2=1ρ2=γ0e-∆E2kT2 . (2)
Поделим уравнение (1) на (2), получим:
γ1γ2=ρ2ρ1=γ0e-∆E2kT1γ0e-∆E2kT2=e-∆E2kT1+∆E2kT2=e∆E2kT21T2-1T1;
ρ2ρ1=e∆E2k1T2-1T1;
Логарифмируем:
lnρ2ρ1=∆E2k1T2-1T1
1T2=2klnρ2ρ1∆E+1T1
T2=T1∆E∆E+2kT1lnρ2ρ1
Вычислим, выражая ∆E в джоулях.
∆E=0,72 эВ=0,72∙1,602∙10-19Дж=1,153 ∙10-19Дж.
T2=T1∆E∆E+2kT1lnρ2ρ1=300∙1,153 ∙10-191,153 ∙10-19+2∙1,381∙10-23∙300∙ln10==257,4 К.
t2=273-T2=273-257,4=-15,6℃
t2=-15,6℃.
2

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу