2.2 Напівпровідникові матеріали

Положення Рівня Фермі у власному напівпровіднику визначається виразом:

де Е_і – рівень енергії, який відповідає середині забороненої зони, Дж;

- ефективні густини станів щодо дірок валентної зони та електронів зони провідності відповідно;

m_c, m_v – ефективні маси електронів та дірок відповідно, кг;

h = 6,6210^-34 Дж/c – стала Планка;

k =1,3810^-23 Дж/K – стала Больцмана;

T – абсолютна температура, К.

Власна концентрація носіїв заряду:

де Е – ширина забороненої зони напівпровідника, Дж;

N_c, N_v - ефективні густини станів щодо електронів зони провідності та дірок валентної зони відповідно, м^-3.

Період кристалічної ґратки речовин кубічної сингонії можна обчислити за формулою:

де N_A = 6,0210²³ моль^-1 - число Авогадро;

М – молярна маса, кг/моль,

d – густина речовини, кг/м³.

Положення Рівня Фермі у домішковому напівпровіднику відносно дна зони провідності визначається виразом:

де n – концентрація електронів в домішковому напівпровіднику, м^-3;

N_c – ефективна густина станів щодо електронів зони провідності, м^-3.

Закон Ома у диференційної формі має вигляд:

J=E = e(n_n+p_p)E,

де J –щільність струму, А;

е=1,610^-19 Кл – заряд електрону;

 - питома електропровідність, Ом^-1м^-1;

n - концентрація електронів, м^-3;

p - концентрація дірок, м^-3;

_n - рухомість електронів, м²/(Вс);

_p – рухомість дірок, м²/(Вс);

Е - напруженість електричного поля, В/м.

Згідно закону „діючих мас” власна концентрація носіїв заряду у напівпровіднику

n_i² = np,

де n - концентрація електронів, м^-3;

p - концентрація дірок, м^-3.

2.3 Провідникові матеріали

Енергія Фермі в металі визначається

де h = 6,6210^-34 Дж/c – стала Планка;

N_A = 6,0210²³ моль^-1 - число Авогадро;

d – густина речовини, кг/м³;

А – молярна маса речовини, кг/моль.

m = 9,110^-31 кг - маса вільного електрона, кг.

2.4 Магнітні матеріали

Основна крива намагнічування - залежність індукції магнітного поля в речовині від напруженості зовнішнього магнітного поля. З основної кривої намагнічування, можна побудувати залежність статичної та динамічної магнітної проникності від напруженості магнітного поля:

де ₀=4 10^-7 Гн/м – магнітна постійна.

Для побудови залежності _д=f(H) необхідно провести графічне диференціювання основній кривої намагнічування для 5-6 точок.

3 Варіанти індивідуальних завдань до курсовоЇ роботи Завдання 1. Аналіз діелектричних властивостей та галузі застосування м

Дайте розгорнуту відповідь на наступне питання. Номер питання відповідає номеру Вашого варіанту роботи. (Примітка. Замість М у змісті пояснювальної записки та у відповдної назві структурного розділу необхідно вказати матеріал або групу матеріалів за вашим варіантом.)

1. Основні газоподібні діелектрики. Їхні властивості і галузі застосування.

2. Процес отримання, властивості і застосування трансформаторного масла. Процеси, які протікають в маслі при роботі трансформатора, та наслідки цих процесів.

3. Основні синтетичні рідкі діелектрики. Їх властивості і застосування.

4. Полімери. Відмінність між лінійними і просторовими полімерами. Відмінність між термореактивними і термопластичними полімерами. Властивості полімерів.

5. Застосування і властивості основних природних смол.

6. Властивості і застосування основних термопластичних неполярних синтетичних смол.

7. Властивості основних термопластичних полярних синтетичних смол.

8. Властивості і застосування основних термореактивних синтетичних смол.

9. Віскоподібні діелектрики. Основні властивості і галузі застосування.

10. Рослинні масла. Основні властивості і галузі застосування.

11. Властивості бітумів та галузі електроізоляційної техніки, в яких вони використовуються.

12. Властивості компаундів та галузі електроізоляційної техніки, в яких вони використовуються.

13. Властивості клеїв галузі техніки, в яких вони використовуються.

14. Електроізоляційні лаки та їхні основні властивості.

15. Найважливіші види гнучких плівок, їхні властивості та галузі техніки, в яких вони використовуються.

16. Основні властивості волокнуватих електроізоляційних матеріалів, їх переваги і недоліки.

17. Основні види електротехнічних паперів і картонів, їх властивості і галузі застосування.

18. Характеристики найважливіших видів лакотканин та галузі їхнього застосування.

19. Технологія виготовлення пластичних мас та галузі їхнього застосування.

20. Характеристика основних видів шарових пластмас, їх властивості і галузі застосування.

21. Основні види електротехнічних еластомерів та галузі їх застосування.

22. Класифікація електроізоляційних стекол за хімічним складом і призначенням. Характеристика кожної групи матеріалів.

23. Фізико-механічні, електричні та технологічні властивості кварцового скла та галузі його застосування.

24. Властивості, технологія виготовлення та галузі застосування гетинаксу та текстоліту.

25. Склоемалі, їхні властивості і галузі застосування.

26. Скловолокно, властивості і галузі застосування.

27. Ситали, властивості і галузі застосування.

28. Керамічні матеріали. Найважливіші типи керамічних матеріалів і галузі їхнього застосування.

29. Властивості і процес отримання порцеляни. Глазурування порцеляни.

30. Особливості і галузі застосування слюд: мусковіту і флогопіту. Їхня відмінність.

31. Основні групи матеріалів на основі слюд, засоби їхнього виготовлення та галузі застосування.

32. Характеристика електроізоляційних матеріалів на основі азбесту і галузі їхнього застосування.

33. Оксидна ізоляція. Технологія отримання та застосування оксидної ізоляції.

34. Властивості, технологія виготовлення і галузі застосування синтетичних слюд.

35. Властивості і галузі застосування п’езокварцу.

36. Властивості монокристалів, які використовуються у твердотільних лазерах.

37. Піроефект і піроелектрики. Їхні властивості і галузі застосування.

38. Сегнетоелектрики. Їх основні властивості і галузі застосування.

39. Рідкі кристали. Галузі застосування. Основні ефекти, на яких ґрунтується застосування рідких кристалів в індикаторній техніці.

40. Галузі застосування люмінофорів та їхні основні властивості.