Một số thiết bị chân không sử dụng chuyển động của các electron trong từ trường.

Chúng ta hãy xem xét trường hợp một electron bay vào một từ trường đều với tốc độ ban đầu v 0, hướng vuông góc với từ trường đường dây điện. Trong trường hợp này, cái gọi là lực Lorentz tác dụng lên electron đang chuyển động F, vuông góc với vectơ h0 và vectơ lực căng từ trường N.Độ lớn của lực Fđược xác định bởi biểu thức: F= ev0H.

Tại v0 = 0, lực P bằng 0, tức là từ trường không tác dụng lên một electron đứng yên.

Lực lượng F bẻ cong quỹ đạo của electron thành một cung tròn. Vì lực F tác dụng vuông góc với tốc độ h0 nên nó không sinh công. Năng lượng của electron và tốc độ của nó không thay đổi về độ lớn. Chỉ có sự thay đổi về hướng vận tốc. Biết rằng chuyển động của một vật theo một đường tròn (quay) với tốc độ không đổi thu được do tác dụng của một lực hướng tâm hướng vào tâm, chính là lực F.

Hướng quay của electron trong từ trường theo quy tắc bàn tay trái được xác định thuận tiện bằng các quy tắc sau. Nếu nhìn theo hướng của đường sức từ thì electron sẽ chuyển động theo chiều kim đồng hồ. Nói cách khác, chuyển động quay của electron trùng với chuyển động quay một chiếc vít được vặn theo hướng của các đường sức từ.

Hãy xác định bán kính r vòng tròn được mô tả bởi electron. Để làm điều này, chúng ta sẽ sử dụng biểu thức của lực hướng tâm, được biết đến trong cơ học: F = mv20/r. Hãy cân bằng nó với giá trị lực F = ev0H: mv20/r = ev0H. Bây giờ từ phương trình này bạn có thể tìm thấy bán kính: r= mv0/(eH).

Vận tốc của electron v0 càng lớn thì nó càng có xu hướng chuyển động thẳng theo quán tính và bán kính cong của quỹ đạo sẽ càng lớn. Mặt khác, với sự gia tăng N lực F tăng thì độ cong của quỹ đạo tăng và bán kính đường tròn giảm.

Công thức dẫn xuất có giá trị cho chuyển động của các hạt có khối lượng và điện tích bất kỳ trong từ trường.

Hãy xem xét sự phụ thuộc r từ tôi và e. Hạt mang điện có khối lượng lớn hơn tôi có xu hướng bay theo đường thẳng mạnh hơn theo quán tính và độ cong của quỹ đạo sẽ giảm đi, tức là sẽ trở nên lớn hơn. Và phí càng nhiều e, sức mạnh càng lớn F và quỹ đạo càng uốn cong, tức là bán kính của nó càng nhỏ.

Ra khỏi từ trường, electron tiếp tục bay theo quán tính theo đường thẳng. Nếu bán kính quỹ đạo nhỏ thì electron có thể mô tả các vòng tròn khép kín trong từ trường.

Do đó, từ trường chỉ thay đổi hướng của tốc độ electron chứ không thay đổi độ lớn của nó, tức là không có mối liên hệ nào giữa electron và từ trường tương tác năng lượng. So với điện trường, tác dụng của từ trường lên các electron bị hạn chế hơn. Đó là lý do tại sao từ trường được sử dụng để tác động lên các electron ít thường xuyên hơn so với điện trường.

Nếu hai điện cực phẳng, song song được đặt trong chân không và nối với nguồn lực điện động, khi đó một điện trường được hình thành trong không gian giữa các điện cực, các đường sức của chúng sẽ thẳng, song song với nhau và vuông góc với bề mặt của cả hai điện cực.

TRÊN cơm. 1 chữ a biểu thị điện cực nối với “+” của pin E B, và chữ k biểu thị điện cực nối với pin “-” E B. Nếu một điện tích -e được đặt trong một điện trường như vậy thì không thay đổi cấu hình của trường thì điện tích này sẽ tác dụng lên lực F, bằng tích của cường độ trường E và lượng điện tích -e:

Dấu trừ chỉ ra rằng lực F tác dụng lên điện tích âm -e và cường độ trường E có hướng ngược nhau. Để đồng nhất điện trường Tích của điện áp E và khoảng cách giữa các điện cực h bằng hiệu điện thế đặt vào giữa các electron:

Ế = U đến -U a,

và U k và U a là điện thế của các điện cực k và a.

Công do từ trường thực hiện khi di chuyển một electron từ điện cực này sang điện cực khác sẽ bằng

A = Fh = e(U a - U k). (3)

Electron thu được động năng và sẽ chuyển động từ điện cực này sang điện cực khác với gia tốc đều. Tốc độ υ mà electron tới điện cực a có thể được xác định từ đẳng thức

(4)

trong đó m là khối lượng electron; υ a là tốc độ của electron tại điện cực a; υ k - tốc độ electron ở điện cực k (tốc độ ban đầu).

Nếu chúng ta bỏ qua tốc độ ban đầu của electron thì công thức (4) có thể được đơn giản hóa: bằng cách thay tỷ số giữa điện tích của electron và khối lượng của nó giá trị số và biểu thị điện thế tính bằng vôn và tốc độ tính bằng m/giây, chúng ta nhận được

(5)

Thời gian để electron di chuyển quãng đường h giữa các điện cực được xác định theo công thức

trong đó υ av =υ a -υ k /2 là tốc độ trung bình của electron.

Nếu electron chuyển động theo hướng trùng với hướng của vectơ cường độ điện trường E thì hướng chuyển động sẽ ngược với lực tác dụng lên electron và nó sẽ tiêu hao động năng thu được trước đó. Do đó, một electron chỉ có thể chuyển động theo hướng tác động của trường nếu nó có một tốc độ ban đầu nhất định, tức là một lượng động năng nhất định.

Một điện trường thực tế đều trong các thiết bị điện chân không là cực kỳ hiếm. Trong một trường không đồng nhất, cường độ thay đổi từ điểm này sang điểm khác cả về độ lớn và hướng. Do đó, lực tác dụng lên electron cũng thay đổi cả về độ lớn và hướng.

Trong các thiết bị điện chân không, cùng với điện trường, có tác dụng chuyển động của điện tử Một từ trường cũng được sử dụng. Nếu electron đứng yên hoặc nếu nó chuyển động song song với đường sức từ thì không có lực nào tác dụng lên nó. Do đó, khi xác định sự tương tác của một electron chuyển động và từ trường, chỉ cần tính đến thành phần vận tốc vuông góc với các đường sức từ. Lực F tác dụng lên electron luôn vuông góc với vectơ cường độ từ trường và vận tốc hình xuyến của electron ( cơm. 3). Cơm. 3. Chuyển động của electron trong từ trường.

Hướng của lực F có thể được xác định bằng “quy tắc gimlet”: nếu tay cầm của gimlet quay theo hướng từ vectơ H đến vectơ vận tốc electron υ theo hướng góc ngắn nhất thì chuyển động về phía trước Gimlet trùng với hướng của lực F. Vì tác dụng của lực F luôn vuông góc với hướng chuyển động của electron nên lực này không thể sinh công mà chỉ ảnh hưởng đến hướng chuyển động của nó. Động năng của electron không đổi; nó chuyển động với tốc độ không đổi. Độ lớn của lực F được xác định theo công thức

trong đó e là điện tích; H - cường độ từ trường; υ p là thành phần vận tốc của electron vuông góc với từ trường H. Lực F truyền cho electron một lực đáng kể gia tốc hướng tâm, đồng thời thay đổi quỹ đạo chuyển động của nó. Bán kính cong của quỹ đạo electron được xác định theo công thức

(8)

trong đó H - trong oersteds; υ p - tính bằng vôn; r - tính bằng cm.

Bằng cách thay đổi cường độ từ trường, bạn có thể thay đổi bán kính quỹ đạo của electron. Nếu electron cũng có thành phần vận tốc dọc theo các đường sức từ thì quỹ đạo của electron sẽ là quỹ đạo xoắn ốc với bước không đổi.

Thông thường một electron chuyển động trong một không gian trong đó có điện trường và từ trường đồng thời. Hơn nữa, tùy thuộc vào độ lớn và hướng tốc độ ban đầu electron, cũng như cường độ điện trường và từ trường, quỹ đạo của electron sẽ có hình dạng khác nhau.

Ngay khi electron thể hiện một tốc độ nào đó, lực lệch ngang F xuất hiện và tốc độ của electron c mà nó thu được do tương tác với điện trường càng lớn thì lực F càng lớn. Tại điểm B, electron càng lớn. chuyển động vuông góc với các đường sức của điện trường. Tại thời điểm này, electron có tốc độ cao nhất và do đó có động năng tối đa.

Chuyển động tiếp theo của electron xảy ra dưới tác động của từ trường và điện trường đã giảm tốc đối với nó. Tại điểm C, toàn bộ động năng mà electron tích trữ trước đó sẽ dùng để khắc phục điện trường hãm. Điện thế của điểm C bằng điện thế của điểm A. Electron sau khi mô tả quỹ đạo cycloid sẽ trở về mức điện thế trước đó.

Chúng ta hãy xét toán tử Pauli cho trường hợp từ trường không đổi. Để rõ ràng, chúng ta sẽ thực hiện các phép tính theo hình chữ nhật tọa độ Descartes. Nếu từ trường đủ yếu thì các số hạng trong toán tử chứa hình vuông

Thế vector, chúng ta có thể bỏ qua, nhưng về mặt tuyến tính chúng ta có thể thay thế bằng các biểu thức

ai cho

đâu là các thành phần của xung lượng góc quỹ đạo của electron (xem (1) § 1).

Sử dụng (2), chúng ta thu được biểu thức gần đúng cho

Cộng theo (19) § 5, số hạng tùy theo vòng quay, ta sẽ có

Biểu thức này bao gồm tích vô hướng từ trường tới vector khoảnh khắc từ tínhđiện tử

Vector này bao gồm hai phần: quỹ đạo và spin. Phần quỹ đạo tỷ lệ thuận động lượng quỹ đạođộng lượng điện tử

và phần spin tỉ lệ với động lượng nội tại (spin)

Trong trường hợp này, hệ số tỷ lệ giữa từ tính và khoảnh khắc cơ học phần spin lớn gấp đôi phần quỹ đạo. Thực tế này đôi khi được gọi là dị thường spin từ.

Trong bài toán đối xứng cầu, phần hiệu chỉnh phụ thuộc từ trường của toán tử năng lượng (4) chuyển đổi

Với phần chính(bởi toán tử (7) § 5). Do đó, việc hiệu chỉnh mức năng lượng của từ trường chỉ đơn giản là thêm vào nó giá trị riêng của số hạng hiệu chỉnh trong (4). Nếu trục hướng dọc theo từ trường thì phép cộng sẽ bằng

ở đâu có giá trị riêng nhà điều hành

Tuy nhiên, việc hiệu chỉnh xảy ra từ vòng quay và bao gồm việc thay thế bằng không đưa ra các cấp độ mới vì có một số nguyên. Vai trò cốt yếuỞ đây chỉ có những sửa đổi cho thuyết tương đối.

Trong toán tử năng lượng Pauli I [công thức (4)], những hiệu chỉnh này không được tính đến. Việc tính đến chúng dẫn đến thực tế là trong một trường có đối xứng cầu, phương trình của các hàm hướng tâm sẽ không chỉ chứa số lượng tử I của lý thuyết Schrödinger mà còn chứa số lượng tử có trong phương trình hàm cầu có spin

[công thức (22) § 1] và liên quan đến mối quan hệ

[công thức (20) § 1].

Chúng ta biết rằng sẽ chỉ có một giá trị, nhưng có hai giá trị có thể có, đó là . Kết quả là, cấp độ Schrödinger tương ứng giá trị đã cho Tôi và một giá trị nhất định chủ yếu số lượng tử phân rã thành hai cấp độ gần nhau, tạo thành một cặp đôi. Cặp đôi này thường được gọi là cặp đôi tương đối tính.

Trong phương trình của các hàm hướng tâm, bậc độ lớn của số hạng hiệu chỉnh tương đối tính có liên quan đến hàm chính ( năng lượng tiềm năng) có thể được đặc trưng bởi giá trị trong đó

tồn tại một hằng số không thứ nguyên, thường được gọi là hằng số cấu trúc tốt. Ảnh hưởng của từ trường đến mức năng lượng được đặc trưng bởi giá trị (8).

Sự phân chia các mức năng lượng trong từ trường được gọi là hiện tượng Zeeman.

Lý thuyết hoàn chỉnh về hiện tượng Zeeman đối với nguyên tử hydro sẽ được trình bày ở cuối cuốn sách này trên cơ sở lý thuyết của Dirac. Ở đây chúng tôi chỉ muốn nhấn mạnh một thực tế là hành vi

electron trong từ trường chứng minh một cách thuyết phục sự hiện diện của một bậc tự do mới gắn liền với spin.

Sự tồn tại bậc tự do mới này của electron đóng một vai trò đặc biệt quan trọng vai trò quan trọng trong lý thuyết cơ học lượng tử của một hệ gồm nhiều electron (ví dụ, nguyên tử hoặc phân tử), lý thuyết này thậm chí không thể được xây dựng nếu không tính đến các tính chất đối xứng hàm sóng về sự sắp xếp lại electron. Những tính chất này bao gồm yêu cầu rằng hàm sóng của một hệ electron, được biểu diễn thông qua các tập hợp biến liên quan đến mỗi electron, đổi dấu khi hai tập hợp như vậy liên quan đến hai electron hoán đổi cho nhau. Yêu cầu này được gọi là nguyên lý Pauli hay nguyên lý phản đối xứng của hàm sóng. Điều quan trọng cần lưu ý là số lượng biến số của mỗi electron bao gồm, ngoài tọa độ của nó, còn có biến số spin a của nó. Điều này chứng tỏ rằng việc đưa ra mức độ tự do spin của electron là cần thiết trong một lý thuyết phi tương đối tính.

Bài toán đa điện tử cơ lượng tử sẽ là chủ đề của phần tiếp theo của cuốn sách này.

Dưới đây là tình trạng của sự cố và giải pháp được quét. Nếu bạn cần giải quyết một vấn đề về chủ đề này, bạn có thể tìm thấy một điều kiện tương tự ở đây và giải quyết vấn đề của bạn bằng cách so sánh. Trang có thể mất chút thời gian để tải do một lượng lớn các bản vẽ. Nếu bạn cần giải quyết vấn đề hoặc trợ giúp trực tuyến về vật lý, vui lòng liên hệ với chúng tôi, chúng tôi sẽ sẵn lòng trợ giúp.

Chuyển động của điện tích trong từ trường có thể xảy ra theo đường thẳng, đường tròn hoặc đường xoắn ốc. Nếu góc giữa vectơ vận tốc và các đường sức từ không bằng 0 hoặc 90 độ, thì điện tích sẽ chuyển động theo hình xoắn ốc - nó chịu tác dụng của từ trường bởi lực Lorentz, tạo cho nó gia tốc hướng tâm.

Một hạt, được gia tốc bởi hiệu điện thế 100 V, chuyển động trong từ trường có cảm ứng 0,1 T theo đường xoắn ốc bán kính 6,5 cm với bước đi 1 cm. Tìm tỉ số giữa điện tích của hạt và khối lượng của nó.

Một electron bay với vận tốc 1 mm/s vào một từ trường hợp với đường sức một góc 60 độ. Cường độ từ trường 1,5 kA/m. Tìm bán kính và bước của đường xoắn ốc mà electron sẽ chuyển động dọc theo đó.

Một electron chuyển động trong từ trường có cảm ứng 100 μT theo đường xoắn ốc có bán kính 5 cm và bước 20 cm. Tìm vận tốc của electron.

Một electron, được gia tốc bởi hiệu điện thế 800 V, chuyển động trong từ trường có cảm ứng 4,7 mT theo đường xoắn ốc với bước 6 cm. Tìm bán kính của đường xoắn ốc.

Một proton, được gia tốc bởi hiệu điện thế 300V, bay vào từ trường một góc 30 độ so với đường sức. Cảm ứng từ trường 20 mT. Tìm bán kính và bước của đường xoắn ốc mà proton sẽ chuyển động dọc theo đó.

Một electron, được gia tốc bởi hiệu điện thế 6 kV, bay vào từ trường một góc 30 độ so với đường sức. Cảm ứng từ trường 13 mT. Tìm bán kính và bước của đường xoắn ốc mà electron sẽ chuyển động dọc theo đó.

Một hạt alpha, được gia tốc bởi hiệu điện thế U, bay vào từ trường theo một góc so với các đường sức. Cảm ứng từ trường 50 mT. Bán kính và bước của đường xoắn ốc - quỹ đạo của hạt - lần lượt là 5 cm và 1 cm. Xác định hiệu điện thế U.

Một electron bay với vận tốc 1 mm/s vào một từ trường hợp với đường sức một góc 30 độ. Cảm ứng từ trường 1,2 mT. Tìm bán kính và bước của đường xoắn ốc mà electron sẽ chuyển động dọc theo đó.

Một electron bay với vận tốc 6 mm/s vào một từ trường hợp với đường sức một góc 30 độ. Cảm ứng từ trường 1,0 mT. Tìm bán kính và bước của đường xoắn ốc mà electron sẽ chuyển động dọc theo đó.

Một electron chuyển động trong từ trường có cảm ứng 5 mT theo đường xoắn ốc có bước sóng 5 cm và bán kính 2 cm. Xác định tốc độ và động năng của electron và góc giữa vectơ vận tốc của electron và cảm ứng từ. của lĩnh vực này.

Chuyển động của electron trong từ trường.

Trong từ trường, các electron chuyển động chịu tác dụng của lực Lorentz luôn vuông góc với vectơ vận tốc. Do đó, các electron chuyển động theo hình cung tròn. Từ trường chỉ làm thay đổi hướng chuyển động của electron.

Ví dụ, ống hình ảnh TV sử dụng độ lệch chùm tia từ và ống tia âm cực của máy hiện sóng sử dụng độ lệch chùm tia tĩnh điện.

2) Phân loại thiết bị điện tử. Phát xạ điện tử

Dựa vào môi trường chuyển động của các electron, chúng được chia thành:

MỘT) thiết bị chân không điện tử– nguồn electron tự do là hiện tượng phát xạ electron;

b) thiết bị phóng khí ion- nguồn electron tự do là sự phát xạ electron cộng với sự ion hóa do va chạm của các nguyên tử và phân tử

V) thiết bị bán dẫn (s/p)- Các electron thoát ra khỏi nguyên tử dưới tác dụng của nhiều lý do khác nhau(thay đổi về nhiệt độ, độ chiếu sáng, áp suất), do đó, nồng độ của các hạt mang điện tự do có thể lớn hơn đáng kể so với trong các thiết bị chân không và phóng khí, và điều này quyết định kích thước, trọng lượng và giá thành của các thiết bị p/p nhỏ hơn.

Chủ đề 1.1. Vật lý của các hiện tượng trong chất bán dẫn.

1. Chất bán dẫn, phân loại chất bán dẫn theo độ dẫn điện.

2. Sự tiếp xúc của hai chất bán dẫn có độ dẫn tạp chất khác nhau.

2.1. Trực tiếp và ngược lại bật p-n chuyển tiếp. Các tính chất cơ bản.

2.2. CVC tiếp giáp p-n. Các loại sự cố.

2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tiếp giáp p-n.

3. Tiếp xúc giữa chất bán dẫn và kim loại. Rào cản Schottky.

1. Chất bán dẫn - đây là những chất có tinh dân điện phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ chiếu sáng, áp suất và tạp chất.

Ví dụ, khi nhiệt độ tăng thêm 1 độ C, điện trở của kim loại sẽ tăng 0,4% và điện trở của chất bán dẫn sẽ giảm 4-8%.

Ví dụ về chất bán dẫn: germani(Ge), silic(Si), chất dựa trên Ấn Độ, gali arsenua.

Các loại chất bán dẫn theo độ dẫn điện:

A) độ dẫn điện nội tại;

B) độ dẫn tạp chất;

A) Độ dẫn điện nội tạiđại diện cho sự chuyển động của các electron và lỗ trống tự do, số lượng chúng giống hệt nhau và phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ chiếu sáng và áp suất.

Độ dẫn điện nội tại có thể được quan sát thấy trong chất bán dẫn tinh khiết, không tạp chất.

Người ta thường gọi chất bán dẫn tinh khiết chỉ có độ dẫn điện riêng của nó chất bán dẫn tôi - gõ.

B) Độ dẫn tạp chất

Có hai loại độ dẫn tạp chất:

- độ dẫn tạp chất điện tử thu được bằng cách thêm tạp chất có hóa trị lớn hơn hóa trị của chất bán dẫn một đơn vị. Trong trường hợp này, 4 electron hóa trị của mỗi nguyên tử tạp chất tham gia vào quá trình hình thành liên kết và electron thứ năm dễ dàng trở nên tự do mà không hình thành lỗ trống. Do đó, chất bán dẫn như vậy bị chi phối bởi electron tự do.

Chất bán dẫn trong đó các electron tự do chiếm ưu thế được gọi là chất bán dẫn loại n.

Ví dụ: Ge (germani) + As (arsenic) – chất bán dẫn loại n.

- độ dẫn tạp chất lỗ thu được bằng cách thêm tạp chất có hóa trị nhỏ hơn hóa trị của chất bán dẫn. Trong trường hợp này, mỗi nguyên tử tạp chất thiếu một electron để hoàn thành liên kết với các nguyên tử bán dẫn, do đó số lượng lỗ trống trong chất bán dẫn chiếm ưu thế.

Chất bán dẫn trong đó lỗ trống chiếm ưu thế được gọi là chất bán dẫn loại p .

Ví dụ Ge + In (indium) là chất bán dẫn loại p.

2. Sự tiếp xúc của hai chất bán dẫn có độ dẫn tạp chất khác nhau loại n và p, được gọi là tiếp giáp “p-n”.

Tại điểm tiếp xúc luôn có một trường chuyển tiếp điện (E per), hướng từ vùng “n” đến vùng “p”.

Hình 2 - Các thông số của tiếp giáp p-n

d - độ dày của quá trình chuyển đổi “p-n”

U к – điện áp tiếp điểm

Ví dụ: Ge d= (10 -6 10 -8) m và U k = (0,2 đến 0,3) V.

Khi nồng độ tạp chất tăng thì d- giảm và Uk tăng.

2.1. Hai cách để bật một ngã ba p:

TÔI.kết nối trực tiếp của tiếp giáp p-nở vùng p thêm, trong vùng n dấu trừ từ nguồn, do đó, tại nguồn E< E пер прямой ток I пр =0 (на рисунке 6 отрезок ОД), при E ист >Làn E tạo ra dòng điện thuận Ipr, dòng điện này phụ thuộc đáng kể vào điện áp, xem Hình 3 và Hình 4.

Sự phụ thuộc của I vào U được gọi là đặc tính dòng điện-điện áp (VAC).

Đặc tính dòng điện-điện áp của tiếp giáp p-n với kết nối trực tiếp được thể hiện trên Hình 4.

Khi bật trực tiếp, dòng điện được tạo ra bởi hạt mang điện chính - độ dẫn tạp chất.

II.Chuyển mạch ngược của tiếp giáp p-nđược hiển thị trong Hình 5.

Đến vùng p dấu trừ, đến vùng n thêm từ nguồn, do đó, điện trường của nguồn (nguồn E) hướng dọc theo trường chuyển tiếp và tăng cường nó nên các hạt mang điện chính không tham gia tạo ra dòng điện.

Dòng điện ngược I mảng được tạo ra bởi các hạt mang điện thiểu số, số lượng chúng ít nên dòng điện ngược I mảng nhỏ hơn Ir

tôi quay lại<< I пр (в 1000 раз) – основное свойство p-n перехода.

Khi bật lại, dòng điện gần như không phụ thuộc vào điện áp, xem đặc tính I-V trên Hình 6.

Với điện áp ngược đủ lớn (Urev max), xảy ra hiện tượng đánh thủng đường giao nhau “p-n” - đây là một hiện tượng dòng điện tăng đáng kể (hàng chục, hàng trăm lần).

Có hai loại sự cố:

- sự cố điện, chỉ được quan sát thấy khi bật lại, ở điện áp Uob max, trong khi dưới tác dụng của điện trường của nguồn, sự ion hóa va chạm của các nguyên tử xảy ra, do đó, các cặp được hình thành: lỗ electron tự do, số lượng ngày càng tăng như tuyết lở.

Sự cố điện xảy ra khi dòng điện ngược nhỏ hơn hoặc bằng dòng chuyển tiếp cho phép (Iper ≤ I cộng), do đó, sự cố điện được coi là có thể đảo ngược , điều này có nghĩa là khi loại bỏ điện áp p-n, mối nối sẽ khôi phục lại các đặc tính của nó. Sự cố về điện ở hình 6 là đoạn AB

- sự cố nhiệt xảy ra trong quá trình chuyển mạch thuận hoặc ngược, khi dòng điện vượt quá giá trị cho phép của tôi thêm vào. chuyển tiếp, đồng thời nhiệt độ tăng, do đó, I tăng, do đó, nhiệt độ tăng rõ rệt, v.v. Kết quả là tiếp giáp p-n bị phá hủy nên gọi là hiện tượng phóng điện nhiệt. không thể đảo ngược. Sự cố nhiệt trong Hình 6 là phần BG.

2.3. Khi nhiệt độ tăng, dòng điện ngược tăng đáng kể, bởi vì Đây là độ dẫn điện nội tại của p/p và dòng điện thuận hầu như không thay đổi. Ví dụ, khi nhiệt độ tăng 10 độ C thì dòng điện ngược tăng 2 2,5 lần.

Điều này có nghĩa là có một nhiệt độ tcr mà tại đó dòng điện ngược có thể so sánh được với dòng điện thuận, tức là. xảy ra sự cố nhiệt. Nhiệt độ tcr này, bắt đầu từ đó độ dẫn nội tại có thể so sánh với độ dẫn của tạp chất, được gọi là nhiệt độ tới hạn hoặc thoái hóa .

Mặc dù tcr phụ thuộc vào nồng độ của chất mang tạp chất nhưng thông số xác định cho nó là khoảng năng lượng. Khoảng cách dải càng rộng thì tcr càng lớn.

Vì vậy, nếu đối với silicon tcr ≈ 330 ˚С thì đối với germanium, nhiệt độ tới hạn sẽ thấp hơn (~ 100 ˚С).

Ngoài ra còn có nhiệt độ thấp hơn ảnh hưởng đến độ dẫn điện của chất bán dẫn - nhiệt độ mà tại đó tạp chất bắt đầu thể hiện tính dẫn điện của nó được gọi là nhiệt độ kích hoạt.

Đối với tất cả các chất bán dẫn, nhiệt độ kích hoạt là như nhau: t act = -100 0 C.

Vì vậy, đối với tất cả các thiết bị bán dẫn đều có giới hạn nhiệt độ hoạt động.

Ví dụ: Ge → t nô lệ = – 60 đến +75 0 C;

Si → t nô lệ = -60 đến +150 0 C.

3. Có 2 loại tiếp xúc bán dẫn và kim loại:

- làm thẳng– tiếp điểm này tương tự như tiếp giáp p-n, nhưng tổn thất điện áp ít hơn và hiệu suất cao hơn. Tiếp điểm chỉnh lưu được mô tả lần đầu tiên bởi một nhà khoa học người Đức vào năm 1937 bởi W. Schottky, do đó tiếp điểm chỉnh lưu được gọi là rào cản Schottky và là cơ sở của diode Schottky, bóng bán dẫn Schottky.

- không chỉnh sửa – dẫn dòng điện như nhau khi nối trực tiếp hoặc ngược lại. Được sử dụng để tạo ra dây dẫn kim loại và các thiết bị bán dẫn.

Chủ đề số 2. Những thiết bị bán dẫn

1. Phân loại thiết bị bán dẫn;

2. Điốt bán dẫn: diode zener, varicap, photodiode, diode đường hầm;

2.1. Thiết bị, nguyên lý chuyển mạch, hoạt động, thuộc tính chính, UGO, ứng dụng;

3. Transistor lưỡng cực;

3.1. Loại, thiết bị, nguyên tắc bao gồm, hoạt động, thuộc tính chính, UGO, ứng dụng;

3.2. Ba sơ đồ chuyển mạch;

3.3. Các thông số và đặc điểm chính;

3.4. Đánh dấu;

4. Transistor hiệu ứng trường;

4.1. Loại, thiết bị, nguyên tắc bao gồm, hoạt động, thuộc tính chính, UGO, ứng dụng;

5. Transistor nối tiếp.