Энергетическим характеристикам

Электрофизические, оптические и другие свойства любых материалов определяются возможными энергетическими состояниями их электронов, которые характеризуются энергетической диаграммой. Рассмотрим энергетическую диаграмму отдельно взятого атома. Из квантовой физики известно, что электроны такого атома могут обладать лишь строго определенными энергиями, т. е. находиться на разрешенных дискретных энергетических уровнях. Разрешенные уровни разделены интервалами энергий — запрещенными зонами, в которых нахождение электронов запрещено. Кроме того, число электронов, обладающих одинаковой энергией (т. е. находящихся на одном энергетическом уровне), также строго ограничено. В невозбужденном состоянии атома (например, при температуре абсолютного нуля) электроны занимают разрешенные уровни с наименьшей

возможны два энергетических состояния. Если вода находится в тепловом равновесии, то протонов, находящихся на нижнем энергетическом уровне, будет несколько больше. Поэтому каждая единица объема обладает очень маленьким магнитным моментом. Предположим, что -ампула с рабочим веществом (водой в данном случае) помещена внутрь небольшой катушки, которая создает слабое осциллирующее магнитное поле. Если это поле В осциллирует с частотой шр = уВ, то оно вызовет переходы частиц между двумя энергетическими состояниями. Когда протон переходит с верхнего энергетического уровня на нижний, он отдает энергию уйВ, если же он переходит с нижнего уровня на верхний, то поглощает такое же количество энергии из контура. А поскольку на нижнем уровне имеется немного больше протонов, чем на верхнем, то из контура будет поглощаться энергия. И хотя эффект выражен слабо, с помощью чувствительной аппаратуры его удается наблюдать. Для наблюдения явления ЯМР может быть использована установка, структурная схема которой приведена на 16.2. Между полюсами магнита помещена небольшая катушка резонансного контура, питаемая высокочастотным генератором ГВЧ (выход /). Вокруг полюсов магнитов помещены модуляционные катушки, питаемые от источника напряжения Uu низкой частоты, так что постоянное магнитное поле с индукцией В0 модулируется переменным полем, амплитудное значение индукции которого В~ примерно равно 0,02% от В0. Таким образом ЯМР будет возникать лишь один раз за период модуляционного поля, что приведет к появлению сигнала на втором выходе ГВЧ, который подается на вход канала вертикального отклонения осциллографа. Горизонтальная развеэтка синхронизирована с генератором, питающим модуляционные катушки.

В первых экспериментах по созданию МДП транзисторов с нитридным диэлектриком его наносили непосредственно на открытую протравленную поверхность кремния. Однако вскоре было обнаружено, что при этом на границе раздела нитрид — кремний при подаче на затвор больших (порядка 30 В) напряжений могут находиться и удерживаться после снятия напряжения неподвижные заряды соответствующих знаков, захватываемые граничными энергетическими состояниями. Такое явление вызывает неоднозначность порогового напряжения прибора и гистерезис, устранить которые удалось, формируя диэлектрик затвора в виде сандвича, полученного осаждением слоя нитрида на термически выращенный слой двуокиси кремния толщиной около 0,05 мкм. При этом полностью исключается возможность проникновения зарядов из объема полупроводника к границе нитрид — окисел и их захват. Пассивирующая способность нитрида в этом случае полностью сохраняется, а эквивалентная толщина диэлектрика затвора, приведенная к толщине окисла, уменьшается по сравнению с базовой технологией примерно в 1,5 раза. Плотность поверхностных состояний в таком диэлектрике также несколько ниже, чем в чистом окисле.

Основные положения статистики Ферми—Дирака заключаются в следующем. Частицы, образующие систему, неразличимы: обмен энергетическими состояниями между двумя любыми электронами не изменяет энергии системы. Энергетический спектр дискретен: два соседних энергетических состояния могут отличаться на весьма малую, но конечную величину. Любое энергетическое состояние может быть занято лишь одной частицей или же двумя частицами при условии, что их спины противоположны.

В re-полупроводнике такая зона перекрывается с зоной проводимости, а в р-полупроводнике — с валентной зоной ( 9-5). Вследствие этого уровень Ферми в д-полупроводниках с высокой концентрацией примесей лежит выше уровня Ес, а в р-полупро-водниках ниже уровня Ev. В результате этого в пределах энергетического интервала ДЯ = = Е„ — Ес ( 15-12) любому энергетическому уровню в зоне проводимости ге-полупроводника может соответствовать такой же энергетический уровень за потенциальным барьером, т. е. в валентной зоне р-полупроводника. Вследствие высокой концентрации примесей электронно-дырочный переход получается очень узким (I ss: 0,02 мкм). Таким образом, частицы в п- и р-полупроводника х с энергетическими состояниями в пределах интервала &Е разделены узким (/) и высоким (<рк) потенциальным барьером. В валентной зоне р-полупроводника и в зоне проводимости п-полупроводника часть энергетических состояний в интервале АЕ свободна. Следовательно, через такой узкий потенциальный барьер, по обе стороны которого имеются незанятые энергетические уровни, возможно туннельное движение частиц. Понятно, что при приближении к барьеру частицы испытывают отражение и возвращаются в большинстве случаев обратно, но вс& же вероятность обнаружения частицы за барьером в результате туннельного перехода отлична от нуля и плотность туннельного тока /( Ф- 0. Токи в туннельном диоде. В состоянии равновесия (в отсутствие внешнего напряжения) суммарный ток "через переход равен нулю. Но вместо условия равновесия для обычного р-n перехода (10-5).

Основные положения статистики Ферми—Дирака заключаются в следующем. Частицы, образующие систему, неразличимы: обмен энергетическими состояниями между двумя любыми электронами не изменяет энергии системы. Энергетический спектр дискретен: два соседних энергетических состояния могут отличаться на весьма малую, но конечную величину. Любое энергетическое состояние может быть занято лишь одной частицей или же двумя частицами при условии, что их спины противоположны.

В re-полупроводнике такая зона перекрывается с зоной проводимости, а в р-полупроводнике — с валентной зоной ( 9-5). Вследствие этого уровень Ферми в д-полупроводниках с высокой концентрацией примесей лежит выше уровня Ес, а в р-полупро-водниках ниже уровня Ev. В результате этого в пределах энергетического интервала ДЯ = = Е„ — Ес ( 15-12) любому энергетическому уровню в зоне проводимости ге-полупроводника может соответствовать такой же энергетический уровень за потенциальным барьером, т. е. в валентной зоне р-полупроводника. Вследствие высокой концентрации примесей электронно-дырочный переход получается очень узким (I ss: 0,02 мкм). Таким образом, частицы в п- и р-полупроводника х с энергетическими состояниями в пределах интервала &Е разделены узким (/) и высоким (<рк) потенциальным барьером. В валентной зоне р-полупроводника и в зоне проводимости п-полупроводника часть энергетических состояний в интервале АЕ свободна. Следовательно, через такой узкий потенциальный барьер, по обе стороны которого имеются незанятые энергетические уровни, возможно туннельное движение частиц. Понятно, что при приближении к барьеру частицы испытывают отражение и возвращаются в большинстве случаев обратно, но вс& же вероятность обнаружения частицы за барьером в результате туннельного перехода отлична от нуля и плотность туннельного тока /( Ф- 0. Токи в туннельном диоде. В состоянии равновесия (в отсутствие внешнего напряжения) суммарный ток "через переход равен нулю. Но вместо условия равновесия для обычного р-n перехода (10-5).

2) так же как и для экситонного поглощения, наличие хвоста Урбаха вблизи края собственного поглощения обусловлено двумя факторами: нормально распределенным диагонально-узловым беспорядком (локализованными состояниями) н зонными энергетическими состояниями;

2) так же как и для экситонного поглощения, наличие хвоста Урбаха вблизи края собственного поглощения обусловлено двумя факторами: нормально распределенным диагонально-узловым беспорядком (локализованными состояниями) н зонными энергетическими состояниями;

Для простоты предположим, что отдельная молекула характеризуется двумя энергетическими состояниями с энергиями EI и Е2. На 11.4 представлена двухуровневая система с Е2> >Е\. Переход на нижний уровень сопровождается излучением

Предположим, что активная среда мазера, состоящая из молекул с двумя энергетическими состояниями, связана с источником сигнала, обладающим внутренней проводимостью Gs. Связь осуществляется через согласованную с источником передающую линию, не имеющую потерь. На 11.5 представлена эквивалентная схема полной системы. (В действительности могут понадобиться и другие элементы, например циркулятор, но они не существенны для данного рассмотрения.) Точками А и Л' на рисунке изображен вход передающей линии, входная проводимость которой является действительной величиной, равной внутренней проводимости источника Gs. Простой анализ цепи показывает, что энергия, поглощенная в мазере, т. е. в проводимости Gmas, описывается формулой

Технологические удельные расходы электроэнергии опреде-Л5\ют по энергетическим характеристикам отдельных машин и механизмов, которые представляют собой зависимость удель-нсго расхода электроэнергии от факторов, существенно влияющих на его величину:

при изменении геометрии выхода колеса по известным энергетическим характеристикам исходного колеса.

Наиболее сложная вероятностная система — техническая система типа промышленное предприятие. Принципиальное различие заключается в том, что изделие определено жесткими причинными законами, опирающимися на механику, электротехнику (трансформатор 6 кВ не подходит на 10 кВ). При проектировании же техноце-ноза выбор каждого изделия жестко не определен, во многом случаен. Замена на другое изделие по габаритам, энергетическим характеристикам возможна в широких пределах во время поставки, строительства, последующей эксплуатации. Проектная документация на изделие конечна и перечислима. Количество проектной документации на действующем предприятии необозримо и непредставимо.

Токовую чувствительность фотодиода находят по энергетическим характеристикам (см. 8.4, s)

1. Расход воды через турбины ГЭС Qrac(0 определяется обычно по энергетическим характеристикам агрегатов по заданным значениям Nnc(t) и Нгес(0-Причем Hnc(t) определяется на основе баланса напоров на ГЭС при заданных режимах гво(^) и zQ6(t), зависящих от всего расхода, поступающего в нижний бьеф. С учетом ограниченной пропускной способности турбин по напору часть воды в периоды половодья сбрасывается через водосливы ГЭС, минуя турбины, т. е. появляются холостые сбросы Qx.06p. В этом случае расход ГЭС определяется так:

3. Определение обоих расчетных по мощности напоров, соответствующих значениям Э'р и 3'3, может быть выполнено по энергетическим характеристикам резервуаров при разряде ЭР(У) и заряде Э3(У) ГАЭС [35].

С другой стороны, постоянные магниты получили необычайно широкое применение в современных ЭМММ благодаря высоким энергетическим характеристикам и возможностью получать различные конфигурации индукторов по современной высокопроизводительной технологии.

Токовую чувствительность фотодиода находят по энергетическим характеристикам (см. 8.4, в)

Принципиально различие заключается в том, что изделие определено жесткими причинными законами, опирающимися на механику, электротехнику. Допускаются вероятностные отклонения параметров, разные технические решения, но трансформатор на 6 кВ не подходит на 10 кВ. При проектировании техноценоза выбор каждого изделия жестко не определен, во многом случаен. Замена на другое изделие по габаритам, энергетическим характеристикам возможна в широком пределе. Во время поставки, строительства, последующей эксплуатации все изделия заменяются на различающиеся.

К энергетическим характеристикам электропривода относятся рабочие характеристики, то есть зависимости тока, активной, реактивной и полной мощности, потребляемой от источника питания, от мощности на выходе электропривода (от мощности нагрузки): /,, Pv Qr S^ = f(P2).

ста (cos q> = —-) электропривода. К энергетическим характеристикам 5,