Какое удельное сопротивление имеет образец, изготовленный из арсенида галлия, равное 900 Ом? Как определить его температуру и найти величину плотности дрейфового тока при напряженности электрического поля 15 кВ/м, если подвижности носителей зарядов: электронов н = 0,05 м /(В-с) и дырок р = 0,01 м /(В-с)? Также, какова ширина запрещенной зоны германия, равная 1,41 эВ?

Физика 11 класс Полупроводники удельное сопротивление арсенида галлия температура арсенида галлия плотность дрейфового тока напряженность электрического поля подвижность носителей зарядов ширина запрещенной зоны германия германия 1,41 эВ Новый

Чтобы решить эту задачу, давайте разберем ее на несколько частей.

1. Удельное сопротивление арсенида галлия:

У нас есть образец арсенида галлия с сопротивлением 900 Ом. Удельное сопротивление (ρ) можно определить через сопротивление (R), размеры образца и его геометрию. Формула для расчета удельного сопротивления выглядит так:

• ρ = R * (S / L),

где S - площадь поперечного сечения образца, а L - его длина. Если размеры образца известны, мы можем подставить значения и вычислить ρ.

2. Определение температуры:

Температура может влиять на удельное сопротивление. Для арсенида галлия, как и для других полупроводников, с увеличением температуры удельное сопротивление, как правило, уменьшается. Для точного определения температуры необходимо знать зависимость удельного сопротивления от температуры, которая может быть получена из экспериментальных данных.

3. Плотность дрейфового тока:

Плотность дрейфового тока (J) можно рассчитать с помощью следующей формулы:

• J = q * (n * μn + p * μp) * E,

где:

• q - заряд электрона (приблизительно 1,6 * 10^-19 Кл),
• n - концентрация электронов,
• μn - подвижность электронов,
• p - концентрация дырок,
• μp - подвижность дырок,
• E - напряженность электрического поля.

Если подвижности известны, а концентрации можно определить из свойств полупроводника, подставив значения, мы найдем плотность дрейфового тока. Напряженность поля задана и равна 15 кВ/м, что равно 15000 В/м.

4. Ширина запрещенной зоны германия:

Ширина запрещенной зоны (Eg) германия составляет 1,41 эВ. Это значение является известным и обычно не зависит от условий. Оно указывает на разницу в энергии между валентной зоной и зоной проводимости в полупроводнике.

Таким образом, чтобы решить задачу, вам нужно знать размеры образца для расчета удельного сопротивления, а также концентрации носителей заряда для вычисления плотности дрейфового тока. Ширина запрещенной зоны германия равна 1,41 эВ и является постоянным значением.