Электрические явления в контактах твердых тел одинакового типа проводимости: контактная разность потенциалов; эффекты пельтье и зеебека, их применение в технике.

Электрический контакт - соединение при котором проводники могут обмениваться носителями тока.Если два различных металла привести в соприкосновение, то между ними возникает разность потенциалов, называемая контактной разностью потенциалов.

- контактная разность потенциала,измеренная внутри металла(зависит от Т и возникает из-за диффузии)

- внешняя контактная разность потенциалов.

Вольт экспериментально установил два закона:

*Контактная разность потенциалов зависит лишь от химического состава и температуры соприкасающихся металлов.

*Контактная разность потенциалов последовательно соединенных различных проводников, находящихся при одинаковой температуре, не зависит от химического состава промежуточных проводников и равна контактной разности потенциалов, возникающей при непосредственном соединении крайних проводников.

Согласно второму закону Вольта, в замкнутой цепи, состоящей из нескольких металлов, находящихся при одинаковой температуре, э.д.с. не возникает, т. е. не происходит возбуждения электрического тока. Однако если температура контактов не одинакова, то в цепи возникает электрический ток, называемый термоэлектрическим. Явление возбуждения термоэлектрического тока (явление Зеебека), а также тесно связанные с ним явления Пельте, называются термоэлектрическими яв­лениями.

1. Явление Зеебека (1821). В замкнутой цепи, состоящей из последовательно соединенных разнородных провод­ников, контакты между которыми имеют различную температуру, возникает элект­рический ток.

В замкнутой цепи для многих пар металлов электродвижущая сила прямо пропор­циональна разности температур в контактах:

.

Эта э.д.с. называется термоэлектродвижущей силой.

Явление Зеебека используется для измерения температуры. Для этого применяются термоэле­мент, или термопары — датчики температур, состоящие из двух соединенных между собой разнородных металлических проводников.

2. Явление Пельтье (1834). При прохождении через контакт двух различных проводников электрического тока в зависимости от его направления помимо джоулевой теплоты выделяется или поглощается дополнительная теплота. Таким образом, явление Пельтье является обратным по отношению к явлению Зеебека. Эффект Пельтье: заключается в выделении и поглощении тепла:

)q =(

= =(

C помощью данного эффекта можно охладить термохолодильник.Рассмотрим замкнутую цепь, состоящую из двух разнородных металлических проводников 1 и 2 (рис. 332), по которым пропускается ток I ’ (его направление в данном случае выбрано совпадающим с направлением термотока (на рис. 331 при условии Т1>Т2)). Согласно наблюдениям Пельтье, спай А, который при явлении Зеебека поддерживался бы при более высокой температуре, будет теперь охлаждаться, а спай B – нагреваться.

\

Электронно-дырочный переход и его основные свойства: вольтамперная характеристика перехода. Биполярные полупроводниковые приборы.

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (переход p-n), переходная область между двумя частями одного кристалла полупроводника, одна из которых имеет электронную проводимость (n), а другая - дырочную (p). В области электронно-дырочного перехода возникает электрическое поле, которое препятствует переходу электронов из n- в p-область, а дырок - в обратном направлении, что обеспечивает выпрямляющие свойства электронно-дырочного перехода. Является основой многих полупроводниковых приборов.

Биполярным транзистором называют полупроводниковый электро преобразовательный прибор, токи в котором обусловлены движением носителей заряда двух знаков — электронов и дырок. В нем имеются три разделенные двумя р — n-переходами области полупроводника с чередующимися типами проводимости.

1) активный(усилительный),эмиттерный в прямом, коллекторный в обратном.

2)инверсный(наоборот)

3)режим насыщения(эмиттерный и коллекторный в прямом)

4)режим отсечки(эмиттерный и коллекторный в обратном)

Электроны инжектируются в базу(т.е. выпрыскиваются).Входной сигнал- коллектора и выходной-эмиттера. Инжекция создает условия для увеличения тока коллектора:

, ,(