Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Курс лекций по физике Законы теплового излучения Фотоэффект Ядерная модель атома Квантовые генераторы Зонная теория твёрдых тел Электропроводимость металлов Ядерная физика Дозиметрия

Курс лекций по физике Примеры решения задач

Конденсаторы переменной ёмкости

Распределение заряда в области р-п-перехода аналогична схеме распределения заряда в плоском конденсаторе. Роль расстояния между пластинами играет толщина запорного слоя.

Ёмкость такого конденсатора переменной ёмкости (варикапа) изменяется в широких пределах под воздействием внешнего напряжения.

Светоиспускающие  диоды

На границе раздела областей дырки, поступающие из р-области, рекомбинируют с электронами, поступающими из п-области. При этом происходит переход электрона из зоны проводимости в валентную зону, что сопровождается испусканием кванта электромагнитного излучения. Частота излучения (от инфракрасного до ультрафиолетового) зависит от подбора ширины зон в полупроводнике.

Светоиспускающие диоды имеют КПД на порядок выше, чем у ламп накаливания ( ~80%) и очень большой ресурс, так как не содержат нитей накаливания в обычных лампах накаливания, катодов в газоразрядных лампах.

Лазерные светоиспускающие диоды

В таких диодах необходимо создать инверсную заселённость (много электронов в возбуждённом состоянии и мало в основном). Для этого в качестве материалов р-п-перехода используют вырожденные полупроводники, в которых обеспечивается очень высокая концентрация основных носителей. В таких полупроводниках можно обеспечивать условие инверсной заселённости (много электронов (N2el) в возбуждённом состоянии и мало в основном состоянии (N1el)) в области р-п-перехода.

В качестве зеркал лазерного резонатора используют отполированные торцы самого полупроводникового кристалла. Одно из них делают частично прозрачным (нижнее на рисунке) для выхода излучения из резонатора.

Лазерные диоды – миниатюрны, экономичны, обеспечивают достаточно сильный световой поток. Их используют в оптических устройствах записи и чтения информации, лазерных принтерах, системах передачи информации по световолоконным кабелям и т.д.

Источники тока на р-п-переходе

Полупроводниковые  солнечные элементы.

Поглощённый в области р-п-перехода квант электромагнитного  излучения создаёт пару электрон-дырка. Электрическое поле перемещает электрон в п-область, а дырку в р-область.

При постоянном облучении р-п-перехода потоком фотонов в р-области накапливаются дырки, а в п-области накапливаются электроны и в цепи через нагрузку начинает течь ток.

Технически полупроводниковые солнечные элементы обычно получают в виде пластины полупроводника р-типа, на которую нанесён тонкий прозрачный слой металла, который можно считать аналогом полупроводника  п-типа. Затем на слой металла наносят прозрачное защитное покрытие. Один элемент обычно обеспечивает напряжение порядка долей вольта и ток в несколько миллиампер. Для обеспечения необходимой мощности элементы соединяют последовательно и параллельно в батарею большой площади.

1. Статистические распределения Микроскопические параметры. Вероятность и флуктуации. Распределения Максвелла молекул по величине скорости. Скорости теплового движения молекул. Распределение Больцмана частиц в потенциальном поле. Барометрическая формула. Распределения квантовых частиц (функции распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака).
Фотопроводимость полупроводников