Электрическая проводимость полупроводников при наличие примесей. Донорные и акцепторные примеси.

Проводимость полупроводников чрезвычайно сильно зависит от примесей. Именно эта зависимость сделала полупроводники тем, чем они стали в современной технике.

Существенная особенность полупроводников состоит в том, что в них при наличии примесей возникает дополнительная – примесная проводимость. Изменяя концентрацию примесей, можно значительно изменять число носителей заряда того или иного знака.

 

Донорные примеси. При наличии примесей (мышьяка), даже при очень малой их концентрации, число свободных электронов возрастает во много раз.

Примеси, легко отдающие электроны и, следовательно, увеличивающие число свободных электронов, называют донорными (отдающими) примесями.

Полупроводники, имеющие донорные примеси, обладают большим числом электронов (по сравнению с числом дырок), называются полупроводниками n -типа.

В полупроводниках n -типа электроны являются основными носителями заряда, а дырки – неосновными.

Акцепторная проводимость. Если в качестве примеси взять индий, то характер проводимости полупроводников меняется. Число дырок в кристалле равно числу атомов примеси. Такого рода примеси называют акцепторными (принимающими) примесями.

При наличии электрического поля дырки перемещаются по полю и возникает дырочная проводимость.

Полупроводники с дырочной проводимостью называются полупроводниками р-типа.

Основными носителями заряда в полупроводнике р- типа являются дырки, а неосновными – электроны.

Цепные ядерные реакции. Термоядерная реакция. Применение ядерной энергии.

Атомные ядра при взаимодействиях испытывают превращения. Эти превращения сопровождаются увеличением или уменьшением кинетической энергии участвующих в них частиц.

 

Ядерными реакциями называют изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом.

 

Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил. Одноимённо заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Поэтому сближение положительно заряженных частиц с ядрами (или ядер друг с другом) возможно, если этим частицам (или ядрам) сообщена достаточно большая кинетическая энергия. Эта энергия сообщается протонам, ядрам дейтерия – дейтронам, α-частицам и другим более тяжёлым ядрам с помощью ускорителей.

Первая ядерная реакция на быстрых протонах была осуществлена в 1932 г. Удалось расщепить литий на две α-частицы:

.

 

Превращение ядер сопровождается изменением их внутренней энергии (энергия связи). В рассмотренной реакции удельная энергия связи в ядрах гелия больше удельной энергии связи в ядре лития. Поэтому часть внутренней энергии ядра лития превращается в кинетическую энергию разлетающихся α-частиц.

 

В соответствии с законом сохранения энергии изменение кинетической энергии в процессе ядерной реакции равно изменению энергии покоя участвующих в реакции ядер и частиц.

Энергетическим выходи ядерной реакции называется разность энергий покоя ядер и частиц до реакции и после реакции.

Энергетический выход ядерной реакции также равен изменению кинетической энергии частиц, участвующих в реакции.

Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660 В. Какой коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке?

Дано:

N ₁ = 840

U ₁ = 220 В

U ₂ = 660 В

Найти К; N₂.

Решение.

; .

; ; .

Ответ: ; .