Равновесное состояние

ветствует случаю, когда при изменении внешнего напряжения успевает установиться равновесное распределение но:ителей заряда в структуре, т. е. предполагается, что измерения проводятся при достаточно низкой частоте переменного сигнала. Вычисленная в соответствии с (5.10) емкость представляет собой квазистатическую поверхностную емкость, по своему физическому смыслу реализующуюся при очень медленных изменениях напряжения, т. е. при очень низких частотах.

1-45. Отличается ли равновесное распределение зарядов в полом проводнике от распределения их в сплошном проводнике?

В обычном состоянии в полупроводнике имеет место равновесное распределение носителей по энергетическим уровням, подчиняющееся распределению Ферми — Дирака (параграф 2.2). В этих условиях количество электронов на нижних энергетических уровнях всегда превышает количество электронов, находящихся на верхних (возбужденных) уровнях энергий. Между этими уровнями происходит непрерывный обмен электронами, причем переход с нижнего на верхний уровень сопровождается поглощением энергии, а переход с верхнего уровня на нижний — излучением энергии. Поскольку в обычном состоянии нижние уровни энергии «заселены» электронами более густо, в такой системе вероятность поглощения поступающей извне энергии больше, чем вероятность излучения энергии при обратном переходе электронов на более низкий уровень. Поэтому квантовая система, находящаяся в равновесном состоянии, не может усиливать или генерировать электромагнитные колебания.

Для того чтобы заставить полупроводник усиливать электромагнитное излучение, необходимо нарушить равновесное распределение электронов по уровням и искусственно создать такое распределение, когда число электронов на верхних уровнях больше, чся на нижних. Такое состояние полупроводника называют состоянием с инверсной заселенностью. Процесс создания условий, при которых полупроводник приобретает состояние с инверсной засе-

Отметим, что для всех моделей эффект выделения газа одинаков, поскольку для представляющих интерес величин В и к член выделения газа g/B дает основной вклад. Хэммер и др. [17] не смогли получить надежные оценки выделения газа из проходящей через канал воды на всем его протяжении в кипящем тяжеловодном реакторе в Хальдене (HBWR) при 28 кГ/см2. Приближенные измерения дали среднюю эффективность выделения около 41% от теоретического. Однако они считали на основе всех экспериментальных результатов, что общая эффективность выделения довольно близка к той, которую можно ожидать, предполагая равновесное распределение газа между паром и водой [см. уравнение (4.43)], Расчеты автора для того же реактора показывают, что эффективность конденсации была близкой к теоретической.

Коэффициент распределения можно изменять. При добавлении в раствор азотной кислоты или нитратов натрия и магния концентрация уране в органической фазе растет, при разбавлении водой она снижается. На 6.13 приведено равновесное распределение урана между двумя фазами.

Разделение изотопов в газовой центрифуге основано на том, что при термодинамическом равновесии в потенциальном поле центробежных сил устанавливается равновесное распределение молекул по Максвеллу—Больцману, существенно зависящее от молекулярной массы. В равновесном состоянии концентрация легких молерул относительно выше вблизи оси, а концентрация тяжелых молекул — возле стенки ротора. Как и в методе газовой диффузии, исходная смесь изотопов для разделения в центрифуге должна быть газообразной (гексафторид урана). Метод газовых центрифуг называют также центробежным методом.

Коэффициент распределения можно изменять. При добавлении в раствор азотной кислоты или нитратов натрия и магния концентрация уране в органической фазе растет, при разбавлении водой она снижается. На 6.13 приведено равновесное распределение урана между двумя фазами.

Разделение изотопов в газовой центрифуге основано на том, что при термодинамическом равновесии в потенциальном поле центробежных сил устанавливается равновесное распределение молекул по Максвеллу—Больцману, существенно зависящее от молекулярной массы. В равновесном состоянии концентрация легких молерул относительно выше вблизи оси, а концентрация тяжелых молекул — возле стенки ротора. Как и в методе газовой диффузии, исходная смесь изотопов для разделения в центрифуге должна быть газообразной (гексафторид урана). Метод газовых центрифуг называют также центробежным методом.

Выше было показано, что атомы и молекулы могут находиться в различных квантованных состояниях. При постоянной температуре в изолированной квантовой системе устанавливается определенное равновесное распределение микрочастиц по энергетическим уровням. Это распределение обусловливается взаимодействием вещества с полем теплового излучения и носит характер динамического равновесия. В системе постоянно происходят квантовые переходы частиц с одних энергетических уровней на другие. При переходе с более низкого уровня Wn на более высокий Wm частица поглощает энергию, равную Wm—Wn, а при обратном переходе отдает ее.

Предположим, что к резистору приложено электрическое поле напряженностью Е. Пусть поле мало настолько, что оно не изменяет значительно равновесное распределение электронов-по скоростям. Популяции электронов этим полем будет сообщена средняя скорость дрейфа, равная р,?, где х — подвижность.

Нулевые значения напряжения 1/5 и тока /5, или, как говорят, равновесное состояние моста, может быть при таких положениях движков, при которых выполняется следующее соотношение между сопротивлениями:

Равновесное состояние моста используется для измерения сопротивлений. Если, например, в электрической цепи 1.27 г, — элемент, сопротивление которого требуется определить, г2 = const, то, включив вместо приемника г5 измерительный прибор (например, вольтметр с соответствующими параметрами)

Моменты Mj и М2 направлены встречно. Подвижная часть прибора приходит в равновесное состояние при М, = М2, т. е. при

Для полупроводников п- и р-типов на основе кремния потенциал выхода практически одинаковый: Vsi(w) = VSi(p) * Vsi * 4,8 В, а для диэлектрика из двуокиси кремния ^SJO « 4,4 В. В результате происходит переход части электронов из диэлектрика в полупроводник, так что приграничный слой у диэлектрика заряжается положительно, а у полупроводника - отрицательно. Возникающее между слоями электрическое поле напряженностью ? препятствует этому процессу, приводя его в равновесное состояние. Под действием этого электрического

Устанавливается подвижное равновесное состояние, при ко-TQp
Непрерывный ряд твердых растворов возникает, если для компонентов А и В в основном соблюдаются правила изоморфного замещения. Для построения кривых начала кристаллизации (кривых ликвидуса) мы должны рассмотреть условия равновесия в системе жидкий — твердый растворы. Равновесное состояние должно характеризоваться равенством парциальных давлений. Парциальное давление пара растворителя над раствором описывается законом Рауля: РА — PA*A, где рА — давление пара чистого жидкого компонента А при заданной температуре; ХА — его мольная доля. Исходя из законов термодинамики, кривые давления чистого растворителя в жидком (кривая А — А') ц твердом (кривая В — В') состояниях должны лежать выше кривых парциального давления того же вещества в жидком (кривая D—D') и твердом (кривые С —- С", Р — Р' и К — К') растворах ( 35). Кривые А — А' и В — В' пересекаются в точке /, абсцисса которой указывает температуру кристаллизации 7\ чистого компонента А. Если из жидкого раствора, характеризуемого кривой D — D', кристаллизуется чистый компонент А, температура его кристаллизации Тг соответствует точке 2. Если из жидкой фазы (кривая D — D') кристаллизуется не чистый компонент А, а его твердый раствор (кривые С — С', Р — Р' и Л' /С'), температуры начала кристаллизации, характеризуемые точками 3, 4 и 5, могут лежать выше и ниже температуры 7\ в зависимости от концентрации компонента А в твердом растворе конкретного состава.

двигателя. Работу подъемного механизма за один цикл экскавации можно разбить на следующие рабочие периоды: ti — копание; t2 — подъем груженого ковша и равновесное удержание его на определенной высоте при повороте платформы экскаватора на разгрузку; ^ — разгрузка; ^ — равновесное состояние порожнего ковша во время поворота к месту копания после разгрузки; /5 — опускание порожнего ковша с применением торможения.

3.6. Равновесное состояние р—п-пере-хода:

равновесное состояние;

неравновесное состояние (после подключения

а —равновесное состояние транзистора; б, в — неравновесные состояния при подаче на эмиттерный переход прямого, а на коллекторный переход обратного напряжения.