На головну

Поясніть виникнення термо-е.р.с. в напівпровіднику змішаного типу провідності

Термо-ЕРС в напівпровідниках, як і в металах, виникає під дією різниці температури. Ефект Зеєбека, або термоелектричний ефект полягає в тому, що в замкнутій ланцюга, що складається з двох різних напівпровідників 1 і 2, місця з'єднань яких знаходяться при різних температурах, виникає електричний струм, що носить назву термоелектричного. А явищем термоелектродвіжущей сили (ТЕДС або термо-ерс) називається виникнення різниці потенціалів на кінцях однорідного або неоднорідного (спаяного або зварного) матеріалу при створенні на його кінцях різниці температур.

де d?i - зміна різниці потенціалів при зміні різниці температур

тур на кінцях матеріалу; ? - кооф. термо-ЕРС [В / К].

При легуванні напівпровідника донорной і акцепторной домішками однаковою концентрації виникає змішаний тип провідності. До холодного контакту дифундують і електрони і дірки, і їх заряди взаємно компенсуються. Якщо концентрації і рухливості електронів і дірок рівні, то термо-е.р.с дорівнює нулю.

Іншими словами - в разі напівпровідника зі змішаною провідністю до холодного кінця одночасно дифундують і електрони і дірки, а їх заряди компенсують один одного. І якщо концентрації і рухливості електронів і дірок рівні, то електричні. Поле при цьому не утворюється і термо-е.р.с. дорівнює нулю. Якщо ж концентрації і рухливості вільних електронів і дірок відрізняються, то термо-е.р.с. виникає, як різницевий ефект (термо е.р.с., створювані різними носіями взаємно протилежні за знаком і віднімаються одна з іншої), і величина її відносно мала.

На малюнку зображено дві дроту 1 і 2, виготовлені з різних металів і спаяні в точках 3 і 4. Якщо температура в місцях спаїв однакова, то струму в такому замкненому контурі не виникатиме, Тому що в цих місцях створюються рівні і протилежні Е.Д. с. Але якщо один із спаїв нагріти так, щоб температура його стала вище температури другого спаю, то рівність Е.Д. с. порушиться і в ланцюзі з'явиться електричний струм.

Пара провідників з різних металів називається термопарою, а що виникає в ній е. д. с- термоелектродвіжущей силою.

Величина термо-Е.Д. с. і, отже, струму, що протікає в термопарі, залежить від обраних металів для провідників 1 і 2 та від різниці температур в місцях спаїв.

Термо-Е.Д. с. виникає також в тому випадку, якщо два різних речовини тільки стикаються і місце зіткнення піддається нагріву.

Виникнення термо-е. д. з. можливо і тоді, коли будь-яка речовина піддається нерівномірного нагрівання.

У разі змішаної провідності, коли електричний струм переноситься електронами і дірками, термо-е. д. з, як правило, значно нижче. У цих умовах рівень хімічного потенціалу зазвичай знаходиться приблизно посередині забороненої зони і майже не зміщується зі зміною температури (за винятком того порівняно рідкісного випадку, коли ефективні маси електронів і дірок сильно розрізняються);

2.2. Який фізичний зміст має кооф.-т «а»

Коефіцієнтом термо-е. д. з. називається відношення термо-е. д. з. до різниці температур на кінцях провідника.

де d?i - зміна різниці потенціалів при зміні різниці температур

тур на кінцях матеріалу; ? - термоелектрична здатність пари (або коефіцієнт термо-ЕРС). [В / К]. У найпростішому випадку коефіцієнт термо-ЕРС визначається тільки матеріалами провідників, їх фізичними характеристиками, енергетичним спектром, концентрацією, механізмом розсіювання носіїв заряду і від температури, і в деяких випадках зі зміною температури ? змінює знак.

також  - Величина термо - ЕРС ропорціональна різниці температури уздовж зразка, тобто .:

також  термо ЕРС при різниці температур I * C - називається коефіцієнтом концентрації.

F- хімічний потенціал електронів, що співпадає з граничною енергій Фермі.

I - довжина пробігу електронів з кінетичної енергією Е.

 залежить від температури

 



Яку фізичну інформацію можна отримати при дослідженні ефекту Холла | Чим визначається величина кооф.-та термо-е.р.с в напівпровіднику

Характер руху носіїв заряду при наявності електричного і магнітного полів | Пояснити виникнення ефекту Холла в напівпровіднику зі змішаною провідністю | Чим визначається величина і знак холовской е.р.с | ефект поля | Експериментальна і теоретична залежність поверхневої провідності від індукованого заряду. причини відмінності | Структура і механізм роботи МДП-транзистора | Що таке канал. Які види каналів бувають і їх відмінності | Що таке власне і фундаментальне поглинання. Які типи оптичних переходів | Чим визначається щільність станів електронів в дозволеній зоні. | У чому полягає різниця спектри поглинання для дозволених і заборонених прямих міжзонних переходів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати