Проводниковые материалы. невыполненные. Задача 1 Вычиcлить собственную концентрацию носителей заряда в кремнии при

• Название: Задача 1 Вычиcлить собственную концентрацию носителей заряда в кремнии при
• Анкор: Проводниковые материалы
• Дата: 26.04.2022
• Размер: 43.3 Kb.
• Имя файла: невыполненные.docx
• Тип: Задача; #497112

Задания

3. Задачи контрольного задания

3.1 Проводниковые материалы

Задача № 3.1.6

Определить температуру, до которой нагреется алюминиевый провод сечением 15 мм², длиной 1000 м, если по нему течет ток 40А и падает напряжение 225 В.
3.2 Полупроводниковые материалы
Задача № 3.2.1

Вычиcлить собственную концентрацию носителей заряда в кремнии при

Т=300 К, если ширина его запрещенной зоны ΔW=1,12 эВ, а эффективные

массы плотности соcтояний m_c=1,05m₀, m_v=0,56m₀.
Задача № 3.2.12

Объясните, почему при одинаковом содержании легирующих примесей поликристаллический кремний обладает гораздо более высоким удельным сопротивлением, чем монокристаллический материал.
3.3 Диэлектрические материалы
Задача № 3.3.12

Почему электрическая прочность твердых диэлектриков больше, чем жидких, а жидких - больше, чем газообразных?
Задача № 3.3.17

Для трех диэлектрических материалов при испытаниях в однородном электрическом поле получены приведенные на рисунке 3 зависимости пробивного напряжения от толщины. Построить (качественно) в одной системе координат зависимости электрической прочности этих материалов от толщины.



Рисунок 3

Задача № 3.1.6

Определить температуру, до которой нагреется алюминиевый провод сечением 15 мм², длиной 1000 м, если по нему течет ток 40А и падает напряжение 225 В.

Дано: S = 15 мм2 = 1,5*10-5 м2 l = 1000 м I = 40 А U = 225 В ρ = 2,7*10-8 Ом*м (удельное электрическое сопротивление алюминия из справочника) α = 4,2*10-3 К-1 (температурный коэффициент удельного сопротивления алюминия при 20 оС из справочника)

Решение: По закону Ома: Так же зависимость сопротивления от длины, сечения, материала проводника для начального сопротивления запишем: из какой формулы это выведено? Это же разница, а не абсолютная величина. Шкала Кельвина и Цельсия пропорциональны, только сдвинуты на 273. Поэтому все равно в градусах какой шкалы она вычислена. А вот потом надо перейти к абсолютной температуре., а вы это сделали неверно

t0+Δt - ?

Ответ: 252,8 ⁰С

Задача № 3.2.1

Вычиcлить собственную концентрацию носителей заряда в кремнии при

Т=300 К, если ширина его запрещенной зоны ΔW=1,12 эВ, а эффективные

массы плотности соcтояний m_c=1,05m₀, m_v=0,56m₀.

Дано: T = 300 K ΔW = 1.12 эВ mc = 1,05 m0 mv = 1,05 m0	Решение: Концентрация носителей заряда рассчитывается по формуле:
ni - ?

Почему нет решения, а только готовый ответ?

Задача № 3.2.12

Объясните, почему при одинаковом содержании легирующих примесей поликристаллический кремний обладает гораздо более высоким удельным сопротивлением, чем монокристаллический материал.
Ответ:

Удельное сопротивление, это физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока.

При одинаковом содержании легирующих примесей остаточное сопротивление, обусловленное рассеянием электронов на статических дефектах что такое статические дефекты? структуры поликристаллического и монокристаллического кремния равны. И почему они равны? Следовательно, удельное сопротивление будет зависеть от сопротивления, обусловленного рассеянием электронов на тепловых колебаниях узлов кристаллической решетки. А так как в поликристаллическом кремнии гораздо больше узлов О какх узлах речь? В чем отличие монокристалла от поли?в кристаллической решетке нежели в монокристаллической, то потери, вызванные рассеянием электронов на тепловых колебаниях узлов, будут больше и удельное сопротивление соответственно то же будет иметь большее значение.

По правилу Маттиссена удельное сопротивление реальных металлов речь о полупроводниках. представляет собой сумму тепловой составляющей и составляющей, обусловленной нетепловыми факторами:



Невразумительный ответ

Задача № 3.3.12

Почему электрическая прочность твердых диэлектриков больше, чем жидких, а жидких - больше, чем газообразных?
Ответ:

Электрическая прочность – это характеристика диэлектрика, минимальная напряженность электрического поля, при которой наступает электрический провой.

Все газы, твердые и жидкие диэлектрики обладают конечной электрической прочностью. Когда напряженность электрического поля превышает электрическую прочность, диэлектрик начинает проводить ток. Изменение электропроводности происходит скачкообразно и часто приводит к разрушению диэлектрика вследствие перегрева. Чем выше температура, тем слабее становятся межмолекулярные связи, и тем больше возможности валентным электронам проникнуть через этот материал. Кроме того, носитель заряда в газе способен без столкновения пролететь большее расстояние и набрать большую скорость и энергию.

К сожалению, ответа на вопрос в этой информации нет.

Задача № 3.3.17

Для трех диэлектрических материалов при испытаниях в однородном электрическом поле получены приведенные на рисунке 3 зависимости пробивного напряжения от толщины. Построить (качественно) в одной системе координат зависимости электрической прочности этих материалов от толщины.



Рисунок 3

Ответ: