Задачи на электрический ток в полупроводниках с решением

Иван Иван 21 Май 2020 202 Время чтения: 7 минут

Доверь свою работу кандидату наук!

Содержание
Содержание

    Как известно, электрический ток может течь не только в металлах, но и в других средах. В сегодняшней статье разбираемся с решением задач на тему «Электрический ток в полупроводниках».

    Присоединяйтесь к нам в телеграме, чтобы не пропускать важные новости и получать приятные скидки.

    Электрический ток в полупроводниках: задачи с решением

    Решение задач по любой теме невозможно без знания теории. Также полезно будет почитать общую памятку по решению задач по физике.

    Задача №1

    Условие

    Концентрация электронов проводимости в германии при комнатной температуре n = 3·10^19 м-3. Плотность германия 5400 кг/м3, молярная масса германия 0,073 кг/моль. Каково отношение числа электронов проводимости к общему числу атомов?

    Решение

    Cначала определим общее число атомов:

    Теперь вычислим искомое соотношение:

    Таким образом, мы нашли долю электронов проводимости от общего числа атомов.

    Ответ: 6,7*10^-10.

    Задача №2

    Условие

    По тонкой кремниевой пластинке шириной l = 3,2 мм и толщиной d = 250 мкм течет ток I = 5,2 мА. Кремний содержит примеси фосфора и является полупроводником n-типа. Число электронов в единице объема во много раз превышает концентрацию носителей заряда в чистом кремнии. Для данного образца концентрация электронов составляет nе = 1,5·10^23 м-3. Определите среднюю дрейфовую скорость  электронов.

    Решение

    Проводимость в проводниках n-типа – электронная. То есть, ток обусловлен дрейфом электронов. Вычислим плотность тока, или силу тока, который протекает через единичное сечение образца:

    Дрейфовую скорость электронов найдем из соотношения:

    Ответ: 0,27 м/с.

    Задача №3

    Условие

    Найдите сопротивление полупроводникового диода в прямом и обратном направлениях тока, если при напряжении на диоде 0,5 B сила тока равна 5 мА, а при напряжении 10 B сила тока равна 0,1 мА.

    Решение

    Будем использовать закон Ома. В первом случае:

    Во втором случае:

    Ответ: 100 Ом; 100кОм.

    Задача №4

    Условие

    В усилителе, собранном на транзисторе по схеме с общей базой, сила тока в цепи эмиттера равна 12 мА, в цепи базы 600 мкА. Найти силу тока в цепи коллектора.

    Решение

    Сила тока в цепи коллектора будет равна разности сил тока в цепях эмиттера и базы:

    Ответ: 11,4 мА

    Задача №5

    Условие

    Расстояние между катодом и анодом вакуумного диода равно 1 см. Сколько времени движется электрон от катода к аноду при анодном напряжении 440 В? Движение считать равноускоренным.

    Решение

    Начальную скорость электрона будем считать равной нулю. По закону сохранения энергии:

    Отсюда выразим скорость:

    По 2 закону Ньютона, со стороны электрического поля на электрон действует сила, которая сообщает ему посоянное ускорение:

    Выразим время и вычислим:

    Ответ: 1,6 нс.

    Вопросы на тему «Электрический ток в полупроводниках»

    Вопрос 1. Что такое полупроводник?

    Ответ.

    Полупроводники – вещества, которые по удельной проводимости занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. 

    В таблице Менделеева есть 12 химических элементов, относящихся к проводникам: кремний, германий, селен, теллур и др. Самый распространенный полупроводник на Земле – кремний.

    Свойства полупроводников находят широкое применение в электронике.

    Вопрос 2. В чем отличие полупроводников от металлов?

    Ответ.

    1. Качественное отличие полупроводников от металлов проявляется прежде всего в зависимости удельного сопротивления от температуры. С понижением температуры сопротивление металлов уменьшается (сверхпроводимость). У полупроводников же с понижением температуры сопротивление возрастает, и вблизи абсолютного нуля они практически становятся диэлектриками.
    2. Сопротивление полупроводников значительно уменьшается при их освещении.
    3. Небольшое количество примесей оказывает сильное влияние на сопротивление полупроводников.

    Вопрос 3. Какой тип проводимости свойственен для полупроводников?

    Ответ. Носителями зарядов в проводнике являются электроны и дырки. Электронно-дырочный механизм обуславливает собственную электрическую проводимость полупроводников. Помимо этого, существует примесная проводимость полупроводников. Она, в свою очередь, бывает донорной и акцепторной.

    Вопрос 4. Что такое транзистор?

    Ответ. Транзистор – полупроводниковый прибор, который служит для усиления мощности. В основе работы транзистора лежит электронно-дырочный переход.

    Вопрос 5. Что такое электронно-дырочный переход?

    Ответ. Электронно-дырочный переход, или p-n переход – это граница между двумя областями проводника с разными типами проводимости. 

    Нужна помощь в решении задач и других заданий? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся в любое время суток.

    Оцените материал
    202
    Узнать стоимость
    Примеры работ

    Доверь свою работу кандидату наук!

    Ваш email уже зарегистрирован. Чтобы оформить заявку, пожалуйста, авторизуйтесь в личном кабинете.
    {$ $select.selected.title $}
    Осталось указать: Вид работы Тему Почту
    Я даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
    и принимаю условия договора публичной оферты
    = Полное сопровождение до защиты + Шпаргалки для экзамена в подарок! + Предоплата всего 25%
    Посмотрите примеры наших работ
    Мы выполнили 683 938 работ
    Управление персоналом
    Тема: «Теоретические характеристики обеспечения эффективных социально-трудовых отношений в современных экономико-управленческих процессах управления персоналом»
    Время выполения: 7 дней
    Стоимость заказа: 9 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономическая социология
    Тема: «Проблемы и перспективы развития социальной защиты безработных в РФ»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 9 500 руб.
    Смотреть работу
    Медицина
    Тема: «Гормональная фаза деятельности организма: состав и структурная организация эндокринной системы»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 700 руб.
    Смотреть работу
    Психология
    Тема: «Виды психологического консультирования и их специфика»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 500 руб.
    Смотреть работу
    Психология личности
    Тема: «Теоретические аспекты изучения готовности к выбору профессии и склонности к риску у старшеклассников с различным типом характера»
    Время выполения: 5 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Педагогика
    Тема: «Основные возрастные особенности формирования учебной деятельности»
    Время выполения: 6 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Экономика предприятия
    Тема: «Факторы, влияющие на оборачиваемость дебиторской задолженности»
    Время выполения: 8 дней
    Стоимость заказа: 2 000 руб.
    Смотреть работу
    Педагогическая психология
    Тема: «Отчет по психолого-педагогической практике»
    Время выполения: 9 дней
    Стоимость заказа: 2 300 руб.
    Смотреть работу
    Психология здоровья
    Тема: «Роль занятий физической культурой в процессе формирования психических качеств личности»
    Время выполения: 2 дней
    Стоимость заказа: 900 руб.
    Смотреть работу
    Гражданское право
    Тема: «Правомерное поведение, правонарушения и юридическая ответственность»
    Время выполения: 3 дней
    Стоимость заказа: 1 000 руб.
    Смотреть работу

    Контрольные, курсовые, дипломные

    от лучших специалистов

    Узнай стоимость
    Ваш email уже зарегистрирован. Чтобы оформить заявку, пожалуйста, авторизуйтесь в личном кабинете.
    {$ $select.selected.title $}
    Осталось указать: Вид работы Тему Почту
    Я даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
    и принимаю условия договора публичной оферты
    Комментарии отсутствуют
    Написать комментарий
    Оставить комментарий
    Укажите: Имя E-mail Комментарий
    Пользователь с таким E-mail уже существует! Авторизуйтесь
    Вы уже наш клиент? Авторизуйтесь
    Оставляя комментарий, я соглашаюсь на обработку своих персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности