Заполнены электронами

такой температуры, при которой кинетическая энергия электронов становится больше так называемой работы выхода из металла и возникает термоэлектронная эмиссия. Если второй электрод, называемый анодом, имеет нулевой потенциал относительно катода, то часть электронов, достигших анода, образует небольшой ток, а другая часть заполняет пространство между катодом и анодом (объемный заряд). При положительном потенциале анода относительно катода ток возрастает, плотность объемного заряда уменьшается, и возникает новое состояние равновесия, соответствующее увеличенной скорости движения электронов к аноду. С уменьшением плотности объемного заряда по мере роста потенциала анода ток стремится к предельному значению —

3) смазочная жидкость не сжимается под действием высоких давлений, создающихся в масляном слое, и не расширяется под влиянием повышения температуры, создающейся в слое от тре-ния; вязкость ее постоянна; она полностью заполняет пространство между плоскостями;

Масло хорошо пропитывает твердые волокнистые материалы (бумагу, пряжу, ткани и т. д.), заполняет пространство между конструктивными элементами, чем значительно улучшает электрическую изоляцию того или другого устройства.

Ротационные вискозиметры характеризуются тем, что в них в испытуемой жидкости приводится во вращение цилиндр и по затрате мощности на вращение этого цилиндра с постоянной скоростью или по степени замедления вращения цилиндра после отключения двигателя определяется вязкость жидкости. В простейшей конструкции ротационного вискозиметра испытуемая жидкость заполняет пространство между двумя цилиндрами: наружным неподвижным и внутренним, который может вращаться вокруг вертикальной оси под действием определенной силы, например веса груза, подвешенного на нити, перекинутой через блок, соединенный с осью внутреннего цилиндра. Динамическая вязкость жидкости определяется по формуле

2. Парафинированная бумага, имеющая пробивную напряженность <§проб=15 кВ/мм, заполняет пространство между металлическими пластинами. Расстояние между пластинами 0,2 мм. Вычислить максимально допустимое напряжение, которое можно подвести к пластинам при запасе прочности 2,5.

2. Парафинированная бумага, имеющая пробивную напряженность <§проб=15 кВ/мм, заполняет пространство между металлическими пластинами. Расстояние между пластинами 0,2 мм. Вычислить максимально допустимое напряжение, которое можно подвести к пластинам при запасе прочности 2,5.

Если второй электрод, называемый анодом, имеет нулевой потенциал относительно катода, то часть электронов, достигших анода, образует небольшой ток, а другая часть заполняет пространство между катодом и анодом (объемный заряд). При положительном потенциале анода относительно катода ток возрастает, плотность объемного заряда уменьшается, и возникает новое состояние равновесия, соответствующее увеличенной скорости движения электронов к аноду. С уменьшением плотности объемного заряда по мере роста потенциала анода ток стремится к предельному значению — току насыщения. Дальнейшее увеличение тока возможно лишь при повышении температуры катода.

2. Парафинированная бумага, имеющая пробивную напряженность <§проб=15 кВ/мм, заполняет пространство между металлическими пластинами. Расстояние между пластинами 0,2 мм. Вычислить максимально допустимое напряжение, которое можно подвести к пластинам при запасе прочности 2,5.

90. Парафинированная бумага, имеющая электрическую прочность ?Пр=15-103 В/мм, заполняет пространство между металлическими плос-

Магнитные свойства проявляются в чистом виде у кристаллов ферромагнитных веществ. В кристаллической структуре ферромагнитных веществ ионы располагаются в строго определенном порядке. Например, в пространственной решетке кристаллов железа, которая имеет кубическую структуру ( 12-4), в вершинах решетки располагаются положительные ионы, часть же валентных электронов, перешедших в зону электронной проводимости, заполняет пространство внутри решетки, образуя электронный газ. Силы взаимодействия между ионами удерживают ионы в соответствующих точках кристаллической решетки.

В обоих классах машин взаимодействие между отдельными частями машины и преобразование энергии происходят через поле, существующее в среде, которая заполняет пространство между взаимодействующими частями машины. Этой средой обычно является воздух или другое вещество с заданными магнитными и электрическими свойствами (л, Е). При практически достижимых сейчас интенсивностях магнитного и электрического полей количество энергии в единице объема такой среды, пропорциональное р или е, при магнитном поле в тысячи раз больше, чем при электрическом. Мощности емкостных машин могут стать соизмеримыми с мощностями индуктивных машин при разработке материалов с большим е и высокой электрической прочностью, допускающей работу в сильных электрических полях.

Нижняя разрешенная зона называется валентной зоной. Энергетические уровни этой зоны обычно заполнены электронами внешней оболочки атомов — внешних устойчивых орбит (валентными электронами). При наличии свободных уровней в валентной зоне электроны могут изменять свою энергию под воздействием электрического поля. Если же все уровни зоны заполнены, то валентные электроны не смогут принять участие в проявлении электропроводности полупроводника.

Рассмотрим собственный полупроводник. При температуре Т — О К все энергетические уровни валентной зоны заполнены электронами, а уровни зоны проводимости — свободны. С повышением температуры некоторое количество электронов покидает валентную зону и переходит в зону проводимости. Распределение электронов и дырок по энергиям в твердом теле описывается статистикой Ферми — Дирака. Согласно этой статистике вероятность того, что состояние с некоторой энергией <§ при температуре Т будет занято электроном, определяется функцией Ферми — Дирака:

Если валентная зона заполнена целиком (все уровни энергии в ней заполнены электронами) и ширина запрещенной зоны не равна нулю, то валентные электроны не могут приобретать дополнительную кинетическую энергию и не являются свободными. Если же валентному электрону сообщить энергию, способную преодолеть запрещенную зону ?3( то он переходит из валентной зоны на один из незанятых уровней зоны проводимости и становится свободным носителем заряда. Одновременно в валентной зоне появляется один свободный уровень, соответствующий дырке, что позволяет электронам валентной зоны перемещаться. Переход электрона из валентной зоны в зону проводимости может произойти под действием тепловой энергии или какого-либо другого источника энергии.

ваны лишь при NdNa, то при нулевой температуре мелкие акцепторные уровни заполнены электронами и их нельзя обнаружить с помощью эффекта Холла. Нужно отметить, что глубокий донорный уровень можно отличить ог глубокого акцепторного уровня ( 2.9, а), поскольку при захвате электрона донор из состояния с положительным зарядом переходит в нейтральное состояние, тогда как акцептор из нейтрального состояния переходит в состояние с отрицательным зарядом. Хотя температурная зависимость ЭДС Холла позволяет выделить глубокие уровни по их влиянию на концентрацию носителей заряда, чувствительность этих измерений относительно глубоких примесных центров невелика. Она ограничена точностью измерения коэффициента Холла и обычно не превышает десятой доли концентрации носителей заряда, т. е. значения 0,1 (Nd—Na). Поэтому глубокие примесные уровни исследуют с помощью емкостных методов, обладающих большей чувствительностью.

Метод релаксации емкости. Рассмотрим основные свойства емкости структуры металл — полупроводник при нестационарном процессе. Пусть в полупроводнике имеется основная до-норная примесь с концентрацией Nd и энергией Ed, а также глубокие доноры с концентрацией jVr и энергией ?г. Для глубокого уровня выполняется соотношение вп^вр. Полупроводник однороден, т. е. концентрации примесей не зависят от координаты. В состоянии термодинамического равновесия мелкие доноры полностью ионизированы, а глубокие доноры практически полностью заполнены электронами, т. е. для глубокого уровня выполняется неравенство Ер—Er>4kT. Хотя структура при обратном смещении не находится в состоянии термодинамического равновесия, тем не менее используем статистику равновесной системы.

Метод фотоемкости. Определение параметров глубоких ловушек с помощью фотоемкости основано на измерении емкости обедненного слоя структуры металл — полупроводник 1ли р-п-перехода при освещении образца светом с различной длиной волны. Температуру выбирают достаточно низкой (например, 77 К), чтобы скорости теплового испускания были невелики. Сначала исследуемую структуру помещают в оптический криостат и охлаждают без освещения при нулевом напряжении, чтобы первоначально все глубокие уровни были заполнены электронами. Затем к структуре прикладывают обратное напряжение и освещают монохром* тическим светом из области примесного поглощения. Так как скорости теплового испускания слишком малы, то изменение емкости структуры обусловлено лишь изменением плотности объемного заряда за счет фотоионизации глубоких ловушек. Это условие при температуре 77 К обычно выполняется для уровней с Д?>0,18 эВ в германии, кремнии, арсениде галлия.

Рассмотрим собственный полупроводник. При температуре Т=0 К все энергетические уровни валентной зоны заполнены электронами, а уровни зоны проводимости - свободны. С повышением температуры некоторое количество электронов покидает валентную зону и переходит в зону проводимости. Распределение электронов и дырок по энергиям в твердом теле описывается статистикой Ферми - Дирака. Согласно этой статистике вероятность того, что состояние с некоторой энергией W при температуре Т будет занято электроном, определяется функцией Ферми - Дирака:

зонами ( 5). Запрещенные зоны соответствуют значениям; энергии, которыми электрон не может обладать Б: идеальном кристалле. С ростом энергии ширина разрешенных зон увеличивается, а запрещенных зон — уменьшается. В твердом теле разрешенные энергетические зоны могут быть в различной степени заполнены электронами. Разрешенная зона 1, в которой при температуре —273° С и отсутствии внешних воздействий все энергетические уровни заняты электронами, называется заполненной зоной. Верхняя заполненная зона называется валентной, так как она заполняется валентными электронами, которые участвуют-в химических реакциях и не могут участвовать в процессе электропроводности. Разрешенная зона, в которой при температуре-абсолютного нуля энергетические уровни остаются не занятыми; электронами, называется свободной. Ее нижняя часть носит название зоны проводимости, так как уровни могут быть заняты электронами, которые получили дополнительную энергию при;

В результате этого энергетические уровни, соответствующие изолированному атому, смещаются и расщепляются на ряд близко расположенных энергетических уровней, образуя энергетическую зону ( 1.2,в). Разрешенные зоны твердого тела могут быть в различной степени заполнены электронами.

Разрешенные энергетические зоны, располагающиеся ниже валентной, всегда заполнены электронами полностью. Валентная зона может быть заполнена полностью или частично. Например, в кристалле натрия валентная зона заполнена наполовину.

Исследования зависимости разрядного напряжения от частоты поля в воздухе при нормальных условиях позволили разбить весь частотный диапазон на ряд поддиапазонов, в каждом из которых проявляется свой механизм развития заряда. На 7-44 показан характер изменения разрядного напряжения в зависимости от частоты питающего поля. При изменении частоты от 0 до tKpi разрядное напряжение практически не зависит от частоты и определяется ударной ионизацией под действием электронов, приобретающих дополнительную энергию за счет электрического поля. Интенсивность ионизации в основном определяется энергией ионизации газа и средней длиной свободного пробега электрона в данном газе. Как известно, энергия ионизации зависит от заполнения электронных орбит атома электронами и минимальна у инертных газов. У этих газов внешние орбиты целиком заполнены электронами. Низкая энергия ионизации наблюдается у атомов щелочных металлов, на внешней орбите которых находится только один электрон. Приводим энергию ионизации наиболее распространенных газов: