Законы Фарадея.

1) Масса вещества, выделяющегося при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, прошедшего через раствор.

m = k*q

k – электрохимический эквивалент.

Коэффициент пропорциональности, выражающий зависимость массы выделенной при электролизе вещества от его рода, называется электрохимическим эквивалентом.

Электрохимический эквивалент измеряется массой вещества, выделяющегося на электроде при прохождении через электролит единичного заряда.

m = k*q

q = I*t =>

m = k* I*t

2) Электрохимические эквиваленты различных веществ прямо пропорциональны их химическим эквивалентам.

k = (1/F)*(μ/n)

F – число Фарадея

F = 9,65*10^4 Кл/Моль

μ/n – химический эквивалент

n – валентность.

Электрический ток в полупроводниках.

Пример: Германий, Кемний, Карбид кремния, Селен и так далее.

Чистые полупроводники.

РИСУНОК

У атомов этих элементов на внешней оболочке имеется по 4 валентных электрона. В твердом состоянии эти вещества имеют кристаллическую решетку типа алмаза, в котором каждый атом имеет 4 ближайших соседа. Связь между соседними атомами – ковалентная.

При низкой температуре все электроны полупроводника связаны с атомами. В таком кристалле нет свободных носителей зарядов, и он является изолятором. Если постепенно повышать температуру такого кристалла, то отдельные электроны могут получить избыточную энергию, которая оказывается достаточной для их отрыва от атома. Появление этих электронов и создает проводимость кристалла полупроводника.

При переходе электрона в свободное состояние в оболочке атома полупроводника остается свободное место, которое принято называть дыркой (+).

Так как атомы полупроводника непрерывно обмениваются электронами, то дырку у атома может заполнить электрон другого атома, у которого в свою очередь появляется дырка.

Таким образом, дырки совершают в полупроводнике хаотические движения.

Поэтому дырки в полупроводнике условно считают подвижными носителями зарядов.

Нагревание полупроводника ведет к образованию пар «электрон – дырка». Когда свободные электроны и дырки совершают хаотическое движение в полупроводнике, то они могут встретиться. Тогда свободный электрон заполняет вакантное место в оболочке атома, то есть в полупроводнике исчезают два свободных носителя заряда – происходит рекомбинация.

Когда температура полупроводника постоянна, между генерацией и рекомбинацией существует подвижное равновесие.

В чистом полупроводнике всегда имеется поровну свободных электронов и дырок.

Следовательно, проводимость чистых полупроводников наполовину дырочная и наполовину электронная. Такая проводимость называется собственной проводимостью.

Примесные полупроводники.

I. Полупроводники n-типа.

Добавим в чистый расплавленный Ge около 10^-5% примеси, состоящей из атомов какого-либо элемента V группы таблицы Менделеева (мышьяк – As).

Тогда при затвердевании образуется обычная решетка Ge, но в некоторых узлах вместо атомов Ge будут находиться атомы As.

РИСУНОК

Четыре валентных электрона атомы As при этом образуют связи с соседними атомами Ge, а 5-ый электрон в этих условиях оказывается настолько слабо связанным с атомом As, что для его отрыва нужна очень маленькая энергия. Поэтому при обычной температуре все атомы As в полупроводнике оказываются ионизированными. Положительно заряженные пока атомы As связаны с решеткой и не могут перемещаться под действием сил внешнего электрического поля, а свободные электроны являются подвижными носителями зарядов

Проводимость такого кристалла будет преимущественно электронной, и ее называют проводимостью n-типа, а сам кристалл – проводником n-типа.

Примесь, создающую в полупроводнике свободные электроны, называют донорной или примесью n-типа.