Орловский государственный технический университет. Экзаменационный билет N 27



Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 27

1. Пластинки из меди (толщиной d1 = 9 мм) и железа (толщиной d2 = 3 мм) сложены вместе. Внешняя поверхность медной пластинки поддерживается при температуре 50 °С, внешняя поверхность железной – при температуре 0 °С. Найдите температуру поверхности их соприкосновения, если теплопроводность меди l1 = 390 Вт/(м×К), железа l2 = 74 Вт/(м×К). Площадь пластинок велика по сравнению с их толщиной.

 

2. Вычислите концентрацию электронов проводимости и удельное сопротивление кремния, легированного фосфором (NД = 1017 см–3), при температуре 1500 К, если эффективные массы электронов и дырок в кремнии равны соответственно 0,91me и 0,595me, подвижность электронов
mn = 1.45×103 см2/(В×с), подвижность дырок mp = 100 см2×В–1×с–1, а энергетический уровень фосфора в кремнии равен Eс – 0.045 эВ. Ширина запрещенной зоны кремния DW = 1,1 эВ.

 

3. Зная, как распределены электроны металла по состояниям с различной энергией (при T = 0 К), докажите, что химический потенциал системы электронов металла равен энергии Ферми.

 

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 28

1. Оцените температуру, при которой теплоемкость электронного газа будет равна теплоемкости кристаллической решетки лития. Характеристическая температура лития равна 404 К, концентрация свободных электронов в нем n = 4,66×1028 м-3.

2. Вычислите удельное сопротивление собственного германия при температуре Т = 300 К. Для подвижностей электронов и дырок (mn = bmp) в германии принять следующие значения:
mn = 3.8×103 см2/(В×с), b = 2.1. Эффективные массы электронов и дырок в германии равны соответственно 0.55me и 0.362me. Ширина запрещенной зоны германия равна 0.66 эВ.

3. Пользуясь представлениями о клетках в фазовом пространстве координат и импульсов, докажите, что плотность распределения состояний свободного электрона

,

где V – рассматриваемый объем пространства, me – масса электрона, E – его энергия.

 

 


УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 29

1. Вычислите среднюю длину свободного пробега фонона в кристалле Ag при Т = 300 К
(rAg = 1,05.104 кг/м3), если коэффициент теплопроводности серебра равен 418 Вт/(м×К), а скорость звука в этом кристалле vзв = 3700 м/с.

2. На рисунке показан график зависимости логарифма проводимости от обратной температуры T (в кК) для некоторого полупроводника p-типа. Найдите с помощью этого графика ширину запрещенной зоны полупроводника и энергию активации акцепторных уровней.   3. Считая электронный газ в полупроводнике невырожденным, докажите, что концентрация электронов проводимости в этом полупроводнике ,

где EF – энергия Ферми, Ec – энергия дна зоны проводимости, T – температура полупроводника, Nc – эффективная плотность состояний в зоне проводимости.

УТВЕРЖДАЮ

Зав.кафедрой физики ______________


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 296; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ