Поскольку электрическая

В собственном полупроводнике энергетический уровень Ферми SF располагается примерно посередине запрещенной зоны:

В собственном полупроводнике энергетический уровень Ферми WV располагается примерно посередине запрещенной зоны:

Здесь по оси абсцисс отложена вероятность Р заполнения электронами соответствующих энергетических уровней. Минимальное значение энергии зоны проводимости обозначено Wa, максимальное значение энергии валентной зоны — Wa. При температуре абсолютного нуля ( — 273 С) все валентные уровни заполнены с вероятностью, равной Р=1, а вероятность заполнения любого уровня зоны проводимости равна нулю. Это показано на 16.3 ломаной линией 1. При комнатной температуре часть валентных электронов переходит в зону проводимости, поэтому вероятность заполнения электронами валентной зоны оказывается несколько меньше единицы, а вероятность заполнения электронами зоны проводимости более нуля (кривая 2). Уровень Ферми располагается посередине запрещенной зоны, а вероятность заполнения этого уровня равна 0,5. Однако поскольку он находится в запрещенной зоне, то практически электроны не могут стабильно находиться на этом уровне.

Равновесная энергетическая диаграмма гетероперехода между нелегированным арсенидом галлия и легированными донорными примесями, например кремнием, арсенидом галлия-алюминия, приведена на 5.9, б. Штриховая горизонтальная линия соответствует уровню Ферми ?ф, в равновесном состоянии его энергия одинакова для обоих полупроводников, ?в—энергия, соответствующая границе валентной зоны. В нелегированном арсениде галлия (область /) уровень Ферми располагается почти посередине запрещенной зоны, а в легированном донорами (типичная концентрация доноров Мя — (1... 20) • 1017 см~3) арсениде галлия-алюминия (область 2) — вблизи дна зоны проводимости Еп.

rv;e W — энертия данного уровня, (Дж); k — постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура; WF — энергия, соответствующая энергетическому уровню, вероятность заполнения которого при Т Ф О К равна 1/2, и называемая уровнем Ферми. При температуре О К ( 16.9) F,,(W) изменяется скачкообразно. Для всех энергетических уровней, лежащих ниже уровня Ферми (W WF), функция Fn(W)=0, т.е. вероятность заполнения эгектронами зоны проводимости (/) равна нулю (электроны в зоне проводимости отсутствуют). Так как на энергетических уровнях в запрещенной зоне электроны располагаться не могут, распределение Ферми — Дирака там несправедливо. При Т =? О К кривая вероятности имеет плавный вид ( 16.9), она симметрична относительно уровня Ферми. Уровень Ферми в собственном полупроводнике при Т = О К проходит почти посередине запрещенной зоны. •• —-— - i\ /Т*OK

что уровень Ферми расположен посередине запрещенной зоны.

Таким образом, при Т = О К уровень Ферми в собственном невырожденном полупроводнике лежит посередине запрещенной зоны. Этот вывод справедлив также для любых температур, так как второе слагаемое для большинства практических случаев весьма мало (т% «=; т$).

Необходимо представлять себе положение уровня Ферми на энергетической диаграмме при различных концентрациях примесей и температурах. Из (1.1) вытекает, что в собственном полупроводнике при т„ = тр уровень Ферми лежит посередине запрещенной зоны Еф=Е1=0,о(Е„-\-Е„). В невырожденном полупроводнике я-типа, где Na^n^rii, Еф расположен в верхней половине запрещенной зоны, а в полупроводнике р-типа — в нижней. Для основной рабочей области температур (область 2 на 1.5) уровень Ферми легко вычислить по (1.1), подставив n — Ng илир = — Na соответственно для полупроводников п- или р-типа. При Г = ЗООК Еф лежит, как правило, ниже уровня доноров или выше уровня акцепторов для полупроводников п-

Таким образом, при Т = О К уровень Ферми в собственном невырожденном полупроводнике лежит посередине запрещенной зоны. Этот вывод справедлив также для любых температур, так как второе слагаемое для большинства практических случаев весьма мало (т% «=; т$).

Уровень Ферми располагается как раз посередине запрещенной ;зоны ( 6.3, кривая 1). С повышением температуры он смещается ;вверх ко дну зоны проводимости, если тр >• тп (кривая 2, 6.3), или вниз к потолку валентной зоны, если тр < тп (кривая 3, 6.3). В большинстве случаев это смещение настолько незначительно, что им можно пренебречь и считать, что уровень Ферми в собственных полупроводниках располагается посередине запрещенной зоны. Однако у ряда полупроводников тр оказывается много больше тп (у InSb, например, тр » Ютп) и изменением положения уровня Ферми при изменении температуры пренебрегать уже нельзя.

носителей; в собственном полупроводнике , он распола-• гается приблизительно посередине запрещенной зоны, в сильно легированном полупроводнике п-типа •— вблизи дна зоны проводимости,, в сильно легированном полупроводнике р-типа —-вблизи потолка валентной зоны.

Наиболее ценным свойством двигателей постоянного тока является возможность плавного и экономичного регулирования их режимов работы. Однако поскольку электрическая энергия в промышленных масштабах вырабатывается генераторами переменного тока, для применения двигателей постоянного тока необходимы преобразователи переменного тока в постоянный. Это усложняет и удорожает применение двигателей постоянного тока. Поэтому естественны попытки реа-

Наиболее ценным свойством двигателей постоянного тока является возможность плавного и экономичного регулирования их режимов работы. Однако поскольку электрическая энергия в промышленных масштабах вырабатывается генераторами переменного тока, для применения двигателей постоянного тока необходимы преобразователи переменного тока в постоянный. Это усложняет и удорожает применение двигателей постоянного тока. Поэтому естественны попытки pea-

Наиболее ценным свойством двигателей постоянного тока является возможность плавного и экономичного регулирования их режимов работы. Однако поскольку электрическая энергия в промышленных масштабах вырабатывается генераторами переменного тока, для применения двигателей постоянного тока необходимы преобразователи переменного тока в постоянный. Это усложняет и удорожает применение двигателей постоянного тока. Поэтому естественны попытки реа-

Поскольку электрическая цепь аналога воспроизводит схему вентиляции, то при подаче напряжения, соответствующего заданному давлению нагнетателя электрической машины, распределение токов по ветвям окажется тождественным распределению расходов и распределению потерь напряжения — распределению потерь давления. Вся сложность, следовательно, сводится к правильному моделированию сопротивлений.

Поскольку электрическая мощность короткозамкнутого ротора равна мощности потерь в обмотке, очевидна справедливость выражения (1.38).

Поскольку электрическая линейная модель транзистора представляется в виде линейной схемы, один из возможных подходов к составлению моделей состоит в описании эквивалентной схемы уравнениями относительно токов и напряжений на внешних выводах в той или иной системе параметров четырехполюсника. Три возможные модели, соответствующие описанию транзистора как четырехполюсника в системах у-, г- и /i-параметров, изображены на 2.43.

* Поскольку электрическая прочность диэлектриков зависит от толщины материала, необходимо указывать, какой толщине материала она соответствует.

Поскольку электрическая индукция в диэлектрике Т) = D0 + P~, то при изменении электрического поля в диэлектрике будут изменяться обе составляющие и

Если ту же катушку расположить на стальном магнитопроводе и по-прежнему принимать активное сопротивление ее обмотки равным нулю, то активная мощность не будет равна нулю, поскольку электрическая цепь должна (несмотря на принятое условие г » 0) доставлять энергию для покрытия потерь в стальном магнитопроводе.

С помощью типовых характеристик на П-10 находим изменение угла б' во времени, которое показано на 5-11 соответствующей кривой. Поскольку электрическая удаленность точки К-2 значительно больше, чем точки K-L генератор не выпадает из синхронизма и максимум угла б' при качаниях составляет 85°; он наступает через 0,65 сек.

В настоящее время на класс напряжения 6 - 10 кВ выпускаются, в основном, вакуумные выключатели (ВВ), широкое применение которых вызвано их умеренной стоимостью и высокими эксплуатационными качествами, прежде всего, большой коммутационной и механической износостойкостью, высокой надежностью и низкими эксплуатационными затратами. Основные достоинства ВВ обусловлены дугогасительными свойствами вакуума, его высокой электрической прочностью (порядка 30 кВ/мм) и принципом гашения дуги в вакууме, которые при контактном промежутке 6-8 мм обеспечивают соответствие выключателей 10 кВ требованиям ГОСТ 687. Гашение дуги переменного тока осуществляется при разведении контактов в вакууме порядка 10-6 мм рт. ст. Поскольку электрическая прочность вакуумного промежутка достаточно высока, отключение гарантировано происходит при зазорах более 1мм, время горения дуги при этом минимальное.

Плотность токов электризации при движении потоков достигает 100 мкА/м2 [118]. Максимальные значения плотности зарядов на диэлектрических поверхностях при этом ограничиваются только электрической прочностью диэлектрических материалов. Поскольку электрическая прочность в воздухе 3 • 106 В/м, а в твердых диэлектриках около 108 В/м, то плотность зарядов на диэлектрических поверхностях соответственно имеет значения от 27 до 1000 мкКл/м2 [118].