Энергетическая диаграмма

Наглядно показать степень энергетического несовершенства агрегатов, входящих в любое производство, можно с помощью энергетической диаграммы, составленной на основе баланса потоков энергии в каждом агрегате (см. пример баланса топки — рис. 17.1). На рис. 24.1, а приведена энергетическая диаграмма ТЭС. Основное количество энергии (55%) теряется в конденсаторе турбины. Повышая давление, а соответственно и температуру пара в конденсаторе, эту энергию полностью или частично можно использовать на теплофикацию (см. 6.4). [c.203]

На рисунке 319 представлена энергетическая диаграмма состояний атома. Стрелками на диаграмме указаны переходы с излучением или поглощением фотонов. При каком из обозначенных на рисунке переходов происходит поглощение фотона с максимальной энергией Какой из переходов сопровождается излучением фотона с минимальной частотой [c.345]

На рисунке 320 представлена энергетическая диаграмма состояний атома водорода. Определите длину волны излучения, испускаемого при переходе атома с энергетического уровня 3 на уровень 2. [c.345]

Элементарный электрический заряд 165 Энергетическая диаграмма 312 Энергетические уровни 312 Энергия кинетическая 44 [c.365]

На рис. 57 представлен типичный р-спектр с острыми максимумами, соответствующими испусканию конверсионных электронов. Обычно максимумы конверсионного происхождения отмечаются на кривой р-спектра значками е . На энергетических диаграммах такими же значками отмечаются переходы, сопровождающиеся испусканием электронов внутренней конверсии. [c.169]

При образовании р-л-перехода электроны из /г-области диффундируют в р-область, а дырки из р-области в л-область. В результате этого в р-области вблизи р-л-перехода образуется отрицательный объемный заряд, а в области л-типа— положительный заряд. Таким образом возникает электрическое поле р-л-перехода, которое препятствует дальнейшей диффузии носителей. Объемные заряды приводят к смещению энергетических зон. Результирующая энергетическая диаграмма р-л-перехода показана на рис. 9.10. Условия инверсной населенности означают, что верхние уровни должны быть заполнены более чем наполовину по отношению к нижним. [c.317]

Если к р-п-переходу приложить внешнее напряжение в прямом направлении, т. е. напряжение, создающее поле, противоположное полю /7-л-перехода, то потенциальный барьер между р- и -областями уменьшится. Если внешнее поле достаточно велико, то энергетическая диаграмма р-я-перехода принимает вид, изображенный на рис. 9.10,6. При этом электроны из /г-области могут переходить [c.318]

Для объяснения спектральной зависимости фотоэлектронной эмиссии металлов обратимся к энергетической диаграмме на рис 7.4, а. В левой половине рисунка (слева от вертикали АА) представлены энергетические состояния электрона в металле штриховкой показаны состояния в зоне проводимости, заполненные электронами. В правой половине рисунка показан так называемый уровень вакуума [c.162]

Электроны, занимающие энергетические уровни в полностью заполненных зонах, не могут принимать участия в электропроводности. Чтобы участвовать в этом процессе, электрону необходимо приобрести на длине свободного пробега дополнительную энергию за счет внешнего электрического поля, т. е. поле должно оказывать на электрон ускоряющее действие. В терминах зонной энергетической диаграммы это означает, что под действием электрического поля электрон должен перейти на энергетический уровень й той л<е зоне, расположенный более высоко. Вполне естественно, что рассматриваются слабые электрические поля, которые не мо- [c.81]

Рис. 1.11. Энергетическая диаграмма сжатия ксенона [17]

Электрофизические, оптические и другие свойства любых материалов определяются возможными энергетическими состояниями их электронов, которые характеризуются энергетической диаграммой. Рассмотрим энергетическую диаграмму отдельно взятого атома. Из квантовой физики известно, что электроны такого атома могут обладать лишь строго определенными энергиями, т. е. находиться на разрешенных дискретных энергетических уровнях. Разрешенные уровни разделены интервалами энергий — запрещенными зонами, в которых нахождение электронов запрещено. Кроме того, число электронов, обладающих одинаковой энергией (т. е. находящихся на одном энергетическом уровне), также строго ограничено. В невозбужденном состоянии атома (например, при температуре абсолютного нуля) электроны занимают разрешенные уровни с наименьшей [c.5]

Рис. 2. Энергетические диаграммы атома в невозбужденном (а) и возбужденном (б) состояниях и кристалла (в)

Рис. 3. Энергетические диаграммы кристаллических полупроводников собственной (а), электронной (б) к дырочной (в) электропроводности

Энергетические диаграммы, показанные на рис. 3, а — в, позволяют наглядно представить положение энергетических разрешенных [c.8]

Рассмотрим примесные полупроводники. Содержащиеся в них примесные ато.мы могут оказывать сушественное влияние на электропроводность полупроводника. На рис. 3.5, а, в, д схематически представлены процессы образования свободных носителей заряда, способных участвовать в электропроводности, в собственном и примесном кремнии, эти же процессы показаны и на энергетических диаграммах (рис. 3.5, б, г, е). Для кремния характерны примеси замещения, V. е. атомы примеси заменяют атомы кремния в узлах кристаллической решетки. [c.50]

При введении в кремний атома элемента V группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (например, мышьяка As) четыре из пяти его валентных электронов вступают в связь с четырьмя валентными электронами соседних атомов кремния и образуют устойчивую оболочку из восьми электронов. Девятый электрон оказывается слабо связанным с ядром пятивалентного элемента, он легко отрывается и превращается в свободный электрон (рис. 3.5, в), дырки при этом не образуется. На энергетической диаграмме этот процесс соответствует переходу электрона с уровня доноров (f jj в свободную зону (рис. 3.5, г). Примесный атом превращается в неподвижный ион с единичным положительным зарядом. Примесь этого типа называется донорной, а полупроводники, в которые введены атомы доноров, - электронными или п-типа электропроводности. В таких полупроводниках свободных электронов больше, чем дырок, и они обладают преимущественно электронной электропроводностью. [c.51]

Если в кремний введен атом трехвалентного элемента Ш группы Периодической системы элементов Д. И. Менделеева (например, бора В), то все три его валентных электрона вступают в связь с четырьмя электронами соседних ато-.мов кремния. Для образования устойчивой оболочки из восьми электронов не хватает одного. Им является один из валентных электронов, отбираемый от ближайшего соседнего атома, у которого в результате образуется незаполненная связь - дырка (рис. 3.5, д). На энергетической диаграмме этот процесс соответствует переходу электрона из валентной зоны на уровень акцепторов Wa и образованию в валентной зоне дырки (рис. 3.5, е). Примесный атом превращается в неподвижный ион с единичным отрицательным зарядом, свободного электрона при этом не образуется. Примесь такого типа называется акцепторной, а полупроводники, в которые введены атомы акцепторов, - дырочными или р-типа электропроводности. Дырок в них больше, чем свободных электронов. Поэтому эти полупроводники обладают преимущественно дырочной электропроводностью. [c.51]

Из энергетических диаграмм электронных и дырочных полупроводников (рис. 3.5, г, е) видно, что уровни доноров Wд и акцепторов Wa расположены в запрещенной зоне уровни Шд - вблизи зоны проводимости, а уровни Wa -вблизи потолка валентной зоны. Отрыв лишнего электрона от донора или добавление недостающего электрона к акцептору требует затраты энергии ионизации Wua , показанной на диаграммах. [c.51]

Различие между проводниками, диэлектриками и полупроводниками наиболее наглядно иллюстрируется с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердого тела. [c.82]

Рис. 3.1. Энергетическая диаграмма изолированного атома (а) и неметаллического твердого тела (6). Горизонтальные линии соответствуют разделенным значениям энергии электронов

На энергетической диаграмме, представленной на рис. 8.2, в. акцепторная примесь имеет энергетический уровень Ец, расположенный на небольшом расстоянии над потолком валентной зоны. При ионизации акцепторной примеси происходит переход электрона из валентной зоны на уровень Eg, а в валентной зоне появляется дырка, которая и является свободным носителем заряда. [c.270]

Энергетические уровни (локальные уровни) донорных примесей при малой концентрации располагаются в запрещенной зоне, вблизи от зоны проводимости и отделены от нее узкой полосой значений энергии 1 д. Энергия W ионизации донора — минимальная энергия, необходимая для перевода электрона с донорного уровня в зону проводимости (рис. 13.1, б). Введение акцепторов сопровождается образованием локальных уровней, приподнятых над валентной зоной на величину (рис. 13.1, в), которая представляет собой минимальную энергию, необходимую для перевода электрона, валентной зоны на локальный акцепторный уровень. Заметим, что в энергетической диаграмме по оси ординат откладываются значения энергии электрона, тогда как абсцисса на диаграмме масштаба не имеет. [c.173]

Классификация веществ по электрическим свойствам. Все вещества в зависимости от их электрических свойств относят к диэлектрикам, проводникам или полупроводникам. Различие между проводниками, полупроводниками и диэлектриками наиболее наглядно можно показать с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердых тел. [c.12]

Энергетические диаграммы диэлектриков, полупроводников и проводников различны (рис. В-8). [c.13]

Рис. В-8. Энергетические диаграммы диэлектриков (а), полупроводников (б) и проводников (в) при нуле Кельвина в соответствии с зонной теорией твердого тела

Рекомбинация неравновесных носителей. Прямая рекомбинация. Рекомбинацию ii самом простом виде (рис. 8-9, а) можно представить с помощью энергетической диаграммы (на кото- [c.248]

Эта классификация согласуется с тем качественным исследованием орбит, которое было основано на энергетической диаграмме эквивалентного одномерного потенциала V. Правда, условие для кругового движения выглядит здесь несколько иначе, однако эквивалентность его прежнему условию можно доказать, представляя полученное равенство в виде [c.94]

Поясним природу этого эффекта на примере нейтрального контакта полупроводника с металлом. Напомним, что нейтральным называют контакт двух материалов, обладающих одинаковыми работами выхода. В таком контакте отсутствуют слои обогащения или обеднения, нет изгиба зон. На рис. 9.3, а показана энергетическая диаграмма нейтрального контакта металла с -полупроводником. В равновесном состоянии уровни Ферми металла (Цм) и полупроводника (fi ) располагаются на одной высоте, а дно зоны проводимости полупроводника находится выше уровня Ферми металла на — так что для электронов, переходящих из металла в полупроводник, существует потенциальный барьер высотой —ц . [c.263]

Рис. 9.3. К объяснению эффекта Пельтье а — энергетическая диаграмма цепи металл—полупроводник—металл в состоянии теплового равновесия б — то же при пропускании тока

При приложении к структуре внешнего смещения V ее энергетическая диаграмма изменяется (рис. 10.3, в) высота потенциального барьера для электронов, выходящих из отрицательного электрода, сохраняется прежней (Фо), а для электронов, переходящих из положительного электрода, увеличивается на i/V и становится равной Фо + (/V. Вследствие этого плотность тока электронов, пересекающих диэлектрик и влетающих в отрицательно смещенный электрод, уменьшается до величины [c.275]

Картина прохождения тока через диэлектрическую пленку существенно меняется, когда один из контактов к ней является инжектирующим для электронов, другой—для дырок. Энергетическая диаграмма такой структуры изображена на рис. 10.8, а. В принципе ее можно изготовить, взяв для правого контакта металл с работой выхода меньшей, а для левого —большей, чем работы выхода из диэлектрика. Тогда правая приконтактная область будет обогащена электронами, левая — дырками. [c.281]

Рис. 10.10. Пятислойная структура тонкопленочного транзистора (а) и ее энергетическая диаграмма в транзисторном режиме (6)

Рис. 10.11. Трехслойная структура пленочного транзистора (а) и ее энергетическая диаграмма в состоянии теплового равновесия (б), при подаче смещения на коллектор (в) и в транзисторном режиме (г)

На энергетической диаграмме такие переходы изображаются вертикальными стрелками 1, 2 (рис. 12.3, а) и называются прямыми переходами. [c.320]

Рис. 12.20. Энергетическая диаграмма лазерного диода в состоянии равновесия (а) и в рабочем режиме (б)

Энергетика автоколебаний. Установившиеся колебания мыслимы, если поступающая в систему и теряемая ею энергии равны друг другу. На рис. 17.98 изображена энергетическая диаграмма. Показаны кривые зависимости поступающей в систему (Э+) и теряемой ею (Э-) энергий. В окрестности точки О, относящейся к состоянию покоя системы, превалирует энергия, поступающая в систему над теряемой ею и, следовательно, система, находящаяся в покое, пребывает в неустойчивом состоянии. Малейшее отклонение системы из положения покоя сопровождается увеличением амплитуды. Это увеличение происходит до величины А, соответствующей равенству ординат кривых и Э-. В положении, определяемом абсциссой (амплитудой) А, система находится в устойчивом состоянии. Действительно, если увеличить А по сравнению с Л, то в системе потери энергии окажутся больше, чем поступления, и следствием этого явится уменьшение амплитуды до величины А. Если [c.227]

На энергетической диаграмм, каждое стационарное состояние атома отмечается горизонтальной линией, называемой энергетическим уровнем. Ниже всех остальных на диаграмме располагается энергетический уровень, соответствующий энергии / основного состояния атома, энергетические уровни возбужденных состояний располагаются над оснояиым уровнем ira расстояниях, проиор циональных разности энергий возбужденного и основного состояний. Переходы атома из одною состояния в другое изображаются вертикальными линиями менсду соответствующими уровнями на энергетической диаграмме, направление перехода указывается стрелкой. [c.312]

Очень удобны для рассмотрения а-распада энергетические диаграммы. Энергетическое состояние системы отмечается горизонтальной линией, высота расположения которой характеризу- б.20змзв ет значение энергии в мегаэлектронвольтах. Поскольку полная энергия ядра очень велика (порядка 931 А Мэе, где А — массовое число), а в процессе а-распада освобождается лишь ничтожная ее часть (порядка 10 Рис. 33. [c.117]

Предположим, что полупроводниковый фотоэмиттер имеет энергетическую диаграмму, показанную на рис. 7.9, а. Здесь через Е обозначена энергия ударной ионизации (Ei AE), штриховой прямой показан порог ударной ионизации X — энергия электронного сродства. В рассматриваемом случае % -Ei (х>А ). Чтобы не участвовать в столкновении с валентным электроном, зародившийся фотоэлектрон должен был бы иметь энергию ниже порога ударной ионизации, но тогда, как легко видеть, он оказался бы ниже уровня вакуума . Если же фотоэлектрон имеет энергию [c.170]

Предположим теперь, что фотоэмиттер имеет энергетическую диаграмму, показанную на рис. 7.9, б. Здесь [c.171]

Электроны и дырки, обр.ззовасшиеся б результате термогекерации, совершают хаотическое движение в полупроводниковом кристалле в течение некоторого времени, называемого временем жизни, после чего свободный электрон заполняет незаполненную связь, становится связанным, при этом исчезает пара носителей заряда - свободный электрон и дырка. Этот процесс называется рекомбинацией. На энергетической диаграмме (рис. 3.4) генерация электроннодырочной пары отображена-переходом 1, рекомбинация - переходом 2. Таким образом, при температуре ТфО К в свободной зоне оказывается некоторое количество электронов, частично заполняющих ее. [c.49]

На энергетической диаграмме наличие примеси в решетке полупроводника будет характеризоваться появлением локального уровня, лежащего в запрещенной зоне. Так как при ионизации атома мышьяка образуется свободный электрон и для его отрыва требуется значительно меньшая энергия, чем для разрыва ковалентных связей кремния, то энергетический уровень дойорной примеси [c.270]

СгаОз составляет около 0,05% этому соответствует концентрация активных частиц N = 1,6-10 Мсм . Кристалл вытягивают из расплава, строго контролируя его температуру с точностью до десятых долей градуса. Активные элементы представляют собой стержни диаметром ds 25 мм и длиной / 300 мм. Типовыми элементами являются стержни трех видов с d = 6, I = 75 мм с d = 10, / = 120 мм ис d = = 15, / = 240 лж. Энергетическая диаграмма ионов хрома в кристалле рубина может быть сведена к трехуровневой системе (рис. 16.4). Полосы поглощения и играют роль уровня 3. Под воздействием энергии накачки в зеленой F ) и синей ( fj) полосах спектра ионы хрома переходят в возбужденные состояния. Время жизни в состояниях и Fi составляет около 500 мксек. Большая часть возбуледен-ных ионов хрома (примерно 75%) безызлучательно переходит на мета-стабильный уровень 2 Е), остальная часть возвращается на исходный уровень 1 (Ма). Уровень состоит из двух подуровней 2А и Е их [c.219]

Вольфрамат кальция. Кристалл aW04 имеет тетрагональную структуру. Вольфрамат кальция активируют неодимом и некоторыми другими редкоземельными элементами. Трехвалентные ионы замещают в решетке двухвалентные Са " для компенсации вводят одновалентные ионы Na" , К или Li , что приводит к снижению требуемой энергии накачки. Активные элементы имеют форму стержней с d sg 10 мм, / = 75 мм. Энергетическая диаграмма ионов неодима в вольфрамате кальция может быть сведена к четырехуровневой системе (рис. 16.4, б). Третий уровень содержит несколько полос поглощения, охватывающих интервал длин волн 590—880 мкм. Из полос поглощения возбужденные ионы переходят на верхний уровень 2 ( / 3/2) из-лучательного перехода 2- 4. Генерация возникает при переходе с уровня Рг/2 (2) на уровень Fm/2 (4) последний при нормальных условиях почти не населен, поэтому пороговая энергия генерации невелика. Переходы 2- 4 совершаются с излучением фотонов, переходы 4- 1 носят безызлучательный характер. Промежуточные уровни fi5/2 и / 13/2 характеризуются малой вероятностью перехода на них частиц. Излучение ионов наблюдается главным образом на волне [c.220]

Собственный полупроводник — полупроводник, не содержащий примесей, влияющих на его электропроводность. Общие представления зонной теории твердого тела, приведенные во введении, указывают, что для полупроводников характерно наличие не очень широкой запрещенной зоны в энергетической диаграмме (см. рис. В-8). Ширина запрещенной зоны полупроводниковых элементов приведена в табл. 8-2. Для наиболее широко используемых полупроводпикоп она составляет (0,8—4,0)-10" Дж (0,5—2,5 эВ). На рис. 8-1, а приведена энергетическая диаграмма собственного полупроводника, т. е. [c.231]

Рио. 8-1. Влияние примесей на энергетическую диаграмму полупроводникои а — собственный полупроводник б — полупроводник с донор-ной примесью, электропроводность электронная (л-ти-па) в — полупроводник с акцепторной примесью, электропроводность дырочная (р-типа) [c.232]

Обратные токи барьера Шоттки с учетом сил зеркального изображения. Применим полученные результаты к запирающему контакту металл — полупроводник (барьеру Шоттки). Энергетическая диаграмма такого контакта без учета сил зеркального изображения показана на рис. 10.5, а. Учет сил зеркального изображения вызывает округление барьера и уменьшение его высоты (рис. 10.5, б). При приложении обратного смещения ( минус к металлу) высота барьера понижается согласно (10.5) пропорционально YvJd, где d — толщина слоя диэлектрика. В рассматриваемом случае роль этого слоя играет приконтактная область полупроводника, обедненная [c.276]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...