Завдання
1. Обчислити швидкість дрейфу електронів у металі при накладенні електричного поля напруженістю Е. Підрахувати відношення швидкості Фермі до швидкості дрейфу. Визначити час релаксації електронів, враховуючи, що кожний атом металу у твердому стані віддає у зону провідності один валентний електрон.
2. Визначити ширину забороненої зони власного напівпровідника, якщо при температурах Т1 та Т2 (Т2 > Т1) його електроопори відповідно дорівнюють R1 та R2.
3. В кристалі напівпровідника масою m г, рівномірно по об’єму розподілені mn мкг донорної домішки та mp мкг акцепторної домішки. Враховуючи, що атоми домішок повністю іонізовані, розрахувати питомий опір кристалу.
4. Зразок напівпровідника, що має форму прямокутного паралелепіпеда розмірами a x b x c см3 містить концентрацію вільних зарядів n*1021 м-3. До двох протилежних вузьких граней прикладена напруга U В. Обчислити величину струму, вважаючи, що рухомість носіїв заряду дорівнює μ.
5. Зразок напівпровідника n-типу у вигляді платівки довжиною a мм та шириною b мм розміщено перпендикулярно лініям індукції однорідного магнітного поля В Тл. При напрузі U В, яка прикладена до кінців платівки, виникає холлівська різниця потенціалів Ux мВ. Визначити сталу Холла та концентрацію носіїв струму. Питома електропровідність напівпровідника σ.
6. Обчислити сталу Холла для металу.
7. Ширина забороненої зони у чистому напівпровіднику ΔЕg. У скільки разів розрізняються концентрація електронів провідності при t1 0С і при t2 0С?
Данні до завдань
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ речовини = № вар Е = 5№ вар |
Т1 = 300 К Т2 = Т1 + 3№ вар R1 = № вар R2 = (№вар+10)/ № вар |
№ речовини = № вар m = № вар mn = 2№ вар mp = № вар/3 |
a = № вар b = № вар/2 c = № вар/5 n = 0,5№ вар U = № вар μ = 0,2 № вар |
a = № вар b = № вар/4 U = № вар UХ = 0,7№ вар σ = 5№ вар |
№ речовини = № вар |
№ речовини = № вар t1 = № вар t2 = t1 + 2 № вар |
Константи
Заряд електрона е = 1,602*10-19 Кл
Маса вільного електрона m0 = 9,11*10-31 кг
Постійна
Планка 
=1,054*10-34
Дж с
Постійна Больцмана k = 1,38*10-23 Дж/К
Електрична стала ε0 = 8,85*10-12 Ф/м
1 еВ = 1,602*10-19 Дж
Табличні данні для завдань 1, 6
№ |
Речовина |
Відносна атомна маса, а.о.м |
Параметри решітки, Å |
Густина, г/см3 |
1 |
Мідь |
63,546 |
3,615 |
8,92 |
2 |
Літій |
6,941 |
3,490 |
0,534 |
3 |
Натрий |
22,98978 |
4,2820 |
0,971 |
4 |
Алюміній |
26,98159 |
4,050 |
2,6989 |
5 |
Калій |
39,0983 |
5,332 |
0,856 |
6 |
Ка́льций |
40,078 |
5,580 |
1,55 |
7 |
Вана́дій |
50,9415 |
3,024 |
6,11 |
8 |
Свине́ц |
207,2 |
4,950 |
11,3415 |
9 |
Поло́ний |
208,9824 |
3,350 |
9,32 |
10 |
Зо́лото |
196,96654 |
4,0781 |
19,32 |
11 |
Хром |
51,9961 |
2,885 |
7,19 |
12 |
Франций |
223,0197 |
3,58 |
1,87 |
13 |
Платина |
195,08 |
3,920 |
21,45 |
14 |
Марганец |
54,93805 |
8,890 |
7,21 |
15 |
Це́рий |
140,115 |
5,160 |
6,757 |
16 |
Иридий |
192,22 |
3,840 |
22.56 |
17 |
Железо |
55,847 |
2,866 |
7,874 |
18 |
Европий |
151,965 |
4,581 |
5,243 |
19 |
Вольфра́м |
183,84 |
3,160 |
19,3 |
20 |
Ни́кель |
58,6934 |
3,524 |
8,902 |
21 |
Актиний |
227,0278 |
5,67 |
10,07 |
22 |
Танта́л |
180,9479 |
3,310 |
16,654 |
23 |
Руби́дий |
85,4678 |
5,710 |
1,532 |
24 |
Торий |
232,0381 |
5,080 |
11,78 |
25 |
Барий |
137,327 |
5,020 |
3,5 |
26 |
Стронций |
87,62 |
6,080 |
2,54 |
27 |
Иттербий |
173,04 |
5,490 |
6,9654 |
28 |
Цезий |
132,90543 |
6,140 |
1,873 |
29 |
Нио́бий |
92,90638 |
3,301 |
8,57 |
30 |
Серебро |
107,8682 |
4,086 |
10,5 |
31 |
Молибде́н |
95,94 |
3,147 |
10,22 |
32 |
Бериллий |
9,01218 |
a=2,286; c=3,584 |
1,848 |
33 |
Палладий |
106,42 |
3,890 |
12,02 |
34 |
Родий |
102,9055 |
3,803 |
12,41 |