6. Електричний струм у різних середовищах

Усна розминка

6.1. Порівняйте питомі опори металів, напівпровідників і діелек­триків за кімнатної температури.

2. Чому опір напівпровідників зменшується зі збільшенням тем­ператури?

3. Як виникає електронна провідність напівпровідника?

4. Як виникає діркова провідність напівпровідника?

5. Що можна сказати про концентрацію електронів і дірок у чи­стому напівпровіднику?

6. У яких приладах застосовують залежність опору напівпро­відників від температури?

6.7. Що відбувається при зустрічі електрона з діркою?

6.8. Чому вимоги до чистоти напівпровідникових матеріалів дуже високі (у ряді випадків не допускається наявність навіть одного атома домішки на мільйон атомів)?

6.9. Яку провідність (електронну чи діркову) має силіцій з до­мішкою галію? індію? фосфору? сурми?

6.10. За яких умов газ може перетворитися на плазму? Де існує плазма в природі?

6.11. Назвіть носії заряду в плазмі. Як вони виникають?

6.12. Які частинки можуть переносити заряд у вакуумі?

6.13. Для чого в електронно-променевій трубці створюють високий вакуум?

14. Чи буде працювати в космосі електронно-променева трубка з тріщиною в скляному екрані?

Перший рівень

14. Послідовно з електродвигуном іноді з'єднують напівпровід­никовий терморезистор. Чому в цьому випадку сила струму при вмиканні зростає повільніше?

6 .16. На рисунку показано вольт-амперні характеристики фоторе- зистора, що відповідають двом його різним станам. Яка з ха­рактеристик відповідає освітленому фоторезистору, а яка — затемненому? У скільки разів змінився опір фоторезистора під час освітлення?

6.17. На рисунку показано вольт-амперні характеристики напів­провідникового терморезистора, що відповідають двом його різним станам. Яка з характеристик відповідає більш високій температурі терморезистора? Які опори терморезистора в кож­ному зі станів?

Другий рівень

6 .18. Визначте силу струму в ділянці кола (див. рисунок), якщо напруга між точками А і В дорівнює 36 В, а опори резисторів R₁ =20 Ом, R₂ =80 Ом, R₃ =100 Ом. Якою стане сила струму, якщо змінити полярність напруги?

6. 19. Відстань між катодом К і анодом А електронно-променевої трубки S₁ = 5 см., відстань від екрана Е до анода S₂ = 25 см. Анодна напруга U = 9 кВ. Уважаючи електричне поле між катодом і анодом однорідним, знайдіть час руху електрона: а) від катода до анода; б) від анода до екрана.

6.20. За якої анодної напруги час руху електрона від катода до анода електронно-променевої трубки менше 10 нc? Відстань між катодом і анодом дорівнює 15 см; електричне поле вважайте однорідним.

21. Пучок електронів, розігнаних напругою U₁ = 5 кВ влітає в плоский конденсатор посередині між пластинами й паралельно їм. Довжина конденсатора l = 10 см. відстань між пластинами d = 10 мм. За якої найменшої напруги U₂ на конденсаторі елек­трони не вилітатимуть з нього?

22. Електрон влітає в плоский конденсатор паралельно його плас­тинам зі швидкістю 2,0 ·10⁷ м/с. Напруженість поля в конден­саторі 2,5 ·10⁴ В/м, довжина конденсатора 80 мм. Знайдіть модуль і напрям швидкості електрона в момент вильоту з конденсатора.

23. В електронно-променевій трубці пучок електронів, приско­рених різницею потенціалів 6 кВ, рухається між пластинами плоского конденсатора довжиною 4 см. Відстань між пласти­нами 1 см. Яку напругу треба подати на пластини конденсатора, щоб зміщення електронного пучка на виході з конденсатора дорівнювало 4 мм?

Третій рівень

6.24. Концентрація електронів провідності в германії дорівнює 3 ·10¹⁷ м^-3 Після легування пластини германію арсеном кон­центрація електронів провідності збільшилася в 1000 разів. У скільки разів кількість атомів германію в пластині перевищує кількість атомів арсену?

6.25. Після введення в германій домішки арсену концентрація електронів провідності збільшилася. Як змінилася при цьому концентрація дірок?

6.26. Як зміниться опір пластини силіцію з домішкою фосфору, якщо ввести в неї домішку галію? Концентрації атомів Фосфору і Галію однакові.

27. Якщо нагрівати один кінець напівпровідникового стержня (германій з домішкою індію), виникає різниця потенціалів між нагрітим і холодним кінцями. Чому? Потенціал якого кінця стержня вищий?

28. На рисунку наведено вольт-амперну характеристику напів­провідникового діода. Діод під'єднують до джерела постійної напруги: а) +0,4 В; б) -5 В. У скільки разів зміниться сила струму через діод, якщо послідовно з ним під'єднати резистор опором 100 Ом.

29. На рисунку наведено вольт-амперну характеристику напів­провідникового діода. Діод під'єднують до джерела постійної напруги: а) +0,4 В; б) -5 В. У скільки разів зміниться сила струму в колі, якщо паралельно з діодом під'єднати резистор опором 100 Ом?

6.30. ? Чому для одержання вольт-амперної характеристики напів­провідникового діода використовують дві різні схеми з'єднання приладів (див. рис. а, б)?