Равновесном состоянии

Обменная энергия ?о0м. Минимуму энергии (равновесному состоянию) соответствует состояние однородной намагниченности. Это значит, что можно поворачивать всю систему спинов на любой угол относительно кристаллографической решетки без изменения Обменной энергии. :

новесия установится при равенстве силы, действующей на электроны со стороны возникшего электрического поля, силе Лорентца. Э. д. с. Холла, т. е. разность потенциалов, соответствующая равновесному состоянию, определяется выражением по экспериментальным данным:

Диффузия носителей приводит к росту электрического поля и потенциального барьера, при этом растет дрейфовый ток. Рост двойного электрического слоя прекращается тогда, когда суммарный ток через переход равен нулю, т. е. •^диФ=—/ДР- Такой режим соответствует равновесному состоянию р-п перехода при отсутствии внешнего электрического поля.

наков. После включения тока (/а = 0,9 А) давление в объемах измерения снизилось. Это было вызвано, во-первых, выдуванием пара и, во-вторых, уходом молекул пара в виде ионов к окружающим разряд стенкам. Более глубокий минимум давления в анодной области объясняется тем, что достуи свежих порций пара в эту область более затруднен, чем в область над отражателем. Минимум давления установился , в рассматриваемом макете вентиля примерно через 10 с после включения тока. Подъем давления после минимума до установившегося режима произошел через 40 с. Более высокое установившееся давление пара в объеме переп анодом объясняется процессом электронного выдувания молекул пара черек сеточные отверстия в анодйую область. В момент снижения тока с 0,9 до 0,03 А давление пара вначале резко повысилось, а затем оно пришло к другому равновесному состоянию.

ки необратимых процессов, т. е. таких, которые не возвращают систему к равновесному состоянию. Примером необратимых процессов служат диффузия и ионное внедрение.

На стадии восстановления, которая наступает после переброса схемы, происходит установление напряжений и токов до уровней, соответствующих новому равновесному состоянию. При запуске триггера слабыми сигналами стадия восстановления наступает после стадии регенерации. На практике часто стадии восстановления предшествует стадия подготовки. При этом стадия регенерации вообще не наступает, так как спусковой сигнал оказывается настолько сильным, что под его воздействием один из усилительных элементов успевает закрыться до того, как второй элемент откроется или наоборот. Поэтому петля обратной связи остается разомкнутой.

Кривые /', показанные на 12.9 в координатах рТ (давление — температура) и pV (давление—мольный объем), называются кривыми насыщения (см. гл. 5). Точкам этих трех кривых отвечают такие пары значений р, Т и р, V, при которых две фазы, изображенные слева и справа от каждой кривой, находятся в равновесии. По мере того как температура насыщенной смеси возрастает при постоянном давлении (на р, V-диаграмме эти точки будут двигаться по горизонтали вправо), смесь становится ненасыщенной и способна воспринять больше водяного пара и сопутствующей ему скрытой теплоты, чтобы вернуться к равновесному состоянию насыщения. Количество скры-

Возникновение необратимых искажений решетки. в процессе пластической деформации должно приводить к увеличению внутренней энергии кристалла, что подтверждается прямыми опытами. Обладая избыточной свободной энергией, такой кристалл становится термодинамически менее устойчивым-по сравнению с недеформированным состоянием. Это приводит к возникновению и развитию в кристалле процессов, стремящихся приблизить его к. равновесному состоянию. Такими процессами являются отдых и рекристаллизация.

Диффузия носителей приводит к росту электрического поля и потенциального барьера, при этом растет дрейфовый ток. Рост двойного электрического слоя прекращается тогда, когда суммарный ток через переход равен нулю, т. е. ¦ГдлФ = —/др- Такой режим соответствует равновесному состоянию р-п перехода при отсутствии внешнего электрического поля.

готовленной описанным методом, может не соответствовать теоретически рассчитанному составу по равновесному состоянию системы А12Оз — SiO2. Количество кристаллических фаз, главным образом муллита, может уменьшаться за счет связывания SiO2 и образования стекловидного вещества. Соотношение корунда и муллита также может быть нарушено либо путем слишком кратковременного обжига, либо путем применения глинозема малой дисперсности, вовлекаемого в реакцию только лишь с поверхности зерен.

скоростях [более 2000 кг/(м • с)] — поток стремится к равновесному состоянию и температура стенки имеет относительно небольшой пик вблизи зоны кризиса. Однако существует довольно значительная промежуточная область параметров по х , р и

При равновесном состоянии схемы разность напряжений на вершинах моста А и В ( 15, в), а следовательно, и на входе электронного усилителя ЗУ равна нулю и реверсивный электродвигатель РД вращаться не будет. При увеличении температуры термометра его сопротивление Rt увеличится, на вершинах моста появится напряжение разбаланса, подаваемое на электронный усилитель ЭУ и далее на реверсивный электродвигатель РД, связанный механически с подвижным контактом, а также со стрелкой, которая перемещается вдоль шкалы, отградуированной в °С.

При рассмотрении электрофизических свойств твердых тел (курс «Физика твердого тела») установлено, что в атоме любого вещества орбиты электронов группируются в электронные оболочки. Электроны, вращающиеся вокруг .ядра, стремятся занять оболочки, расположенные наиболее близко к ядру, так как в равновесном состоянии суммарная энергия всех электронов должна быть минимальной. Таким образом, вокруг ядра образуется плотная «упаковка» из электронов, причем электроны внешних оболочек связаны с атомным ядром значительно слабее, чем электроны, которые находятся на внутренних оболочках.

В равновесном состоянии имеет место обратимый процесс, который можно записать так: (свободный электрон) + (свободная дырка) = (связанный электрон); (свободный электрон) + (ионизированный донор) 7"* (нейтральный донор). В этом состоянии скорости рекомбинации г0 и генерации g0 носителей равны: г0 = gQ.

'В неравновесном состоянии скорости рекомбинации г и генерации g неодинаковы, поэтому происходит накопление (или рассасывание) неравновесных носителей со скоростью, равной разнице скоростей генерации и рекомбинации.

Предположим, что начальные концентрации электронов и дырок в состоянии равновесия равны соответственно п0 и р0. В неравновесном состоянии появляются избыточные концентрации электронов An и дырок Ар. В этом случае суммарные неравновесные концентрации электронов и дырок можно представить в виде п=п0 + Дп, р = РО + Ар.

Появление тока термогенерации /тр связано с процессами генерации и рекомбинации, подробно рассмотренными в §4.1. В равновесном состоянии этот ток компенсируется равным по величине током рекомбинации /рек, а в неравновесном состоянии это равенство нарушается. Если приложено обратное напряжение, ток рекомбинации практически равен нулю, так как при увеличении потенциального барьера проникновение носителей в область перехода и их последующая рекомбинация затруднены. Составляющая /тг складывается с тепловым током /0, увеличивая значение обратного тока. С ростом обратного напряжения увеличивается ширина перехода, что способствует росту генерации носителей внутри перехода и соответственно увеличению тока /тг. Величина тока термогенерации зависит от типа полупроводника. Например, для германия /тг//0 = 0,1; для кремния /Т1//0 = 1000. На основании этих выкладок можно сделать вывод, что обратный ток в германиевых р — «-переходах обусловлен в основном тепловым током, а в кремниевых р — п-переходах — током термогенерации.

Состояние транзистора, при котором отсутствует напряжение на р — n-переходе между эмиттером и базой, называется равновесным ( 6.2, а). В равновесном состоянии на обоих переходах устанавливается динамическое равновесие между потоками дырок и электронов, протекающих в обе стороны. Эмиттер и коллектор транзистора являются низкоомными слоями, а база — высокоомным слоем. В результате потенциалы Ферми эмиттера фрэ и коллектора ФРК лежат вблизи уровней акцепторов, а у базы уровень Ферми расположен вблизи середины запрещенной зоны.

Каждый р — л-переход транзистора можно рассматривать в отдельности при условии, что расстояние между переходами значительно больше диффузионной длины неосновных носителей в средней области. Из-за наличия потенциальных барьеров в равновесном состоянии на р — n-переходах образуется «потенциальная яма», из которой могут выйти лишь те электроны, которые обладают достаточной тепловой энергией, и в равновесном состоянии в обоих переходах устанавливается динамическое равновесие между потоками электронов.

Аналогичное равновесие устанавливается также между потоками дырок, которые находятся на «потенциальных гребнях» и свободно перемещаются в соседние слои. В равновесном состоянии результирующие токи через оба перехода равны нулю.

В отсутствие внешнего поля свободные электроны и дырки находятся в равновесном состоянии и совершают (при температуре Т =f= О К.) хаотическое движение в объеме полупроводника, средняя тепловая скорость носителей заряда v велика (например, при Т = 300 К v « 106 м/с).

2.22. Инжекция неосновных носителей заряда. Модель несимметричного диода: Wn < Wp, n+>p (а), распределение концентрации носителей заряда в равновесном состоянии (б), при инжек-ции (в) и экстракции (е)