Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Термоэлектрические явления (Зеебека, Пельтье, Томсона).

Читайте также:
  1. I. Выявление неудовлетворительной структуры баланса согласно ФЗ «О несостоятельности (банкротстве)» (Кириллова: для выявления признаков банкротства у государственных предприятий).
  2. II. Порядок объявления фестиваля. Направления. Номинации.
  3. Анализ кармы с точки зрения проявления
  4. Версии появления слоновьей головы.
  5. Выявление тенденции развития изучаемого явления (тренда) методами скользящей средней и аналитического выравнивания по данным о выпуске продукции по месяцам за 6-ой год.
  6. Глава 7. Постановка диагноза путем выявления первопричины.
  7. Записка информатору для официального объявления результата боя

Эффект Зеебека состоит в том, что в замкнутой цепи, состоящей из разнородных проводников, возникает термо-ЭДС, если места контактов поддерживают при разных температурах. Цепь, которая состоит только из двух различных проводников, называется термоэлементом или термопарой. Величина возникающей термоэдс в первом приближении зависит только от материала проводников и температур горячего (T1) и холодного (T2) контактов. В небольшом интервале температур термоэдс E можно считать пропорциональной разности температур: E = α12(T2 –T1), где α12 — термоэлектрическая способность пары (или коэффициент термоэдс). В простейшем случае коэффициент термоэдс определяется только материалами проводников, однако, строго говоря, он зависит и от температуры, и в некоторых случаях с изменением температуры α12 меняет знак. Более корректное выражение для термоэдс:
Величина термоэдс составляет милливольты при разности температур в 100 К и температуре холодного спая в 0 °С.
Эффект Пельтье — термоэлектрическое явление, при котором происходит выделение или поглощение тепла при прохождении электрического тока в месте контакта (спая) двух разнородных проводников. Величина выделяемого тепла и его знак зависят от вида контактирующих веществ, направления и силы протекающего электрического тока:
Q = ПАBIt = (ПBA)It, где Q — количество выделенного или поглощённого тепла; I — сила тока; t — время протекания тока; П — коэффициент Пельтье.
Причина возникновения явления Пельтье заключается в следующем. На контакте двух веществ имеется контактная разность потенциалов, которая создаёт внутреннее контактное поле. Если через контакт протекает электрический ток, то это поле будет либо способствовать прохождению тока, либо препятствовать. Если ток идёт против контактного поля, то внешний источник должен затратить дополнительную энергию, которая выделяется в контакте, что приведёт к его нагреву. Если же ток идёт по направлению контактного поля, то он может поддерживаться этим полем, которое и совершает работу по перемещению зарядов. Необходимая для этого энергия отбирается у вещества, что приводит к охлаждению его в месте контакта. При прохождении через ТЭМ постоянного электрического тока возникает разность температур (dT=Th-Tc) между его сторонами: одна пластина (холодная) охлаждается, а другая (горячая) нагревается.
Эффект Томсона — одно из термоэлектрических явлений, заключающееся в том, что в однородном неравномерно нагретом проводнике с постоянным током, дополнительно к теплоте, выделяемой в соответствии с законом Джоуля — Ленца, в объёме проводника будет выделяться или поглощаться дополнительная теплота Томсона в зависимости от направления тока.
В условиях, когда вдоль проводника, по которому протекает ток, существует градиент температуры, причём направление тока соответствует движению электронов от горячего конца к холодному, при переходе из более горячего сечения в более холодное, электроны передают избыточную энергию окружающим атомам (выделяется теплота), а при обратном направлении тока, проходя из более холодного участка в более горячий, пополняют свою энергию за счёт окружающих атомов (теплота поглощается).

10) Диффузионная теория выпрямления на контакте металл – полупроводник.
В равновесном состоянии контакта полупроводника с металлом потоки электронов из металла в полупроводник и из полупроводника в металл одинаковы, а обусловленные ими токи is1 и is2 равны по величине и противоположны по направлению.
Результирующий ток через контакт I = is1 - is2 = 0. При приложении к контакту внешней разности потенциалов V в прямом направлении поток электронов, текущий из металла в полупроводник, сохраняется неизменным, а поток электронов, текущий из полупроводника в металл, увеличивается в eeV/kT раз, так как в соответствии с законом Больцмана барьер высотой фи0 – eV способно преодолеть в eeV/kT раз большее число электронов, чем барьер высотой фи0. Поэтому в контакте возникает прямой ток, направленный от металла к полупроводнику равный:
При значительной толщине запорного слоя, а именно при dn >> (2фи0/kT)*лямбда, где лямбда длина свободного пробега носителей, движение носителей через запорный слой носит диффузионный характер. Теория выпрямления таких слоёв была развита Давыдовым и Шоттки и называется диффузионной теорией. Она приводит к следующему уравнению вольтамперной характеристики контакта полупроводника с металлом:

 

 

 

 

18) Поверхностная проводимость. Эффект поля.
Поверхностная проводимость МДП-структуры.
Если на поверхности полупроводника в МДП-структуре созданы омические контакты, то измеряя проводимость между ними в зависимости от напряжения смещения, можно получить ряд полезных сведений о свойствах поверхности. Этот метод исследования был использован в классических экспериментах Шокли и Пирсона.
Наиболее простой путь вычисления поверхностной проводимости состоит в нахождении избыточной поверхностной плотности электронов и дырок ΔN и ΔP в функции поверхностного потенциала. Обозначая через n0 и p0 плотности носителей заряда в случае плоских зон (u = 0), можно записать:

Эффект поля в широком смысле состоит в управлении электрофизическими параметрами поверхности твердого тела с помощью электрического поля, приложенного по нормали к поверхности.

В качестве способа регистрации изменений электрофизических параметров под действием электрического поля могут быть использованы измерение проводимости, дифференциальной ёмкости — метод вольт-фарадных характеристик, поверхностной фото-ЭДС. Чаще всего под эффектом поля понимают изменение проводимости твердого тела под действием на него поперечного электрического поля.

В полупроводниковой технике под эффектом поля понимается влияние внешнего электрического поля на электропроводность полупроводника. В общем случае рассматривается полубесконечный полупроводник, имеющий как минимум одну поверхность, свойства которой и рассматриваются. Основным «дефектом» такого полупроводника является наличие поверхности (обрыв периодичности кристаллической решетки), что по умолчанию детерминирует наличие поверхностных состояний. Кроме того, на поверхности присутствуют различные дефекты и примеси, также вносят свой ​​вклад в плотность поверхностных состояний. Основной теоретической проблемой эффекта поля является нахождение распределения поверхностного и внутреннего потенциала в полупроводнике, особенно при приложении внешнего электрического поля. Основной экспериментальной проблемой эффекта поля фиксация поверхностных состояний при изменении внешних факторов, долгое время не давало возможности для полноценного исследования поверхностной проводимости и практической реализации МДП-транзисторов.

 


Дата добавления: 2015-10-31; просмотров: 287 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Свойства реальной поверхности, поверхностный заряд и его влияние на свойства полупроводника. | Вольтамперная характеристика тонкого p-n перехода. | Эффект Шоттки. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Теплоемкость твердых тел| Эффект Холла.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.007 сек.)