Физика твёрдого тела

[amon]

Dron1 в сообщении #1697487 писал(а):

Ток то увеличиватся / уменьшатся будет.

То есть, управляя высотой барьера на границе металл-вакуум я могу управлять током через прибор. В настоящих вакуумных приборах это управление осуществляется по-другому, но сейчас мы о транзисторах.

Теперь возьмем полупроводник. В идеальном (собственном) полупроводнике есть полностью заполненная электронами валентная зона и пустая зона проводимости. Такой полупроводник тока почти не проводит, поскольку электронов в в зоне проводимости нет, а электронам в валентной зоне, чтобы куда-то сдвинуться, надо увеличить энергию, а состояний с энергией большей чем потолок валентной зоны нет. Небольшое количество электронов может при конечной температуре "подпрыгнуть" в зону проводимости, так же как в металле небольшое количество электронов может перепрыгнуть через потенциальный барьер на границе металл-вакуум, но мы дальше на это плюем, считая температуру нулевой для простоты. В этом случае хим.потенциал (если его сосчитать) окажется посередине запрещенной зоны. Реальные полупроводники всегда грязные, и у них есть либо избыток электронов в зоне проводимости за счет электронов примесей, энергия которых близка к энергии зоны проводимости (n-тип), либо недостаток электронов в валентной зоне, захваченных примесями вблизи потолка валентной зоны (p-тип). Грязные полупроводники ток проводят. Это все, что надо знать из квантовой механики чтобы понять как работает транзистор.
Вопросы?

[Dron1]

Здесь вопросов нет, вопросы будут дальше.

[amon]

Dron1 в сообщении #1697502 писал(а):

Здесь вопросов нет

Ну,ну. Посмотрим. Следующий шаг. В полупроводнике n-типа химпотенциал лежит вблизи дна зоны проводимости, а p-типа - вблизи потолка валентной. Это - результат расчетов, но интуитивно это понятнее химпотенциала в середине запрещенной зоны для собственного полупроводника. Если привести в контакт одинаковые по составу полупроводники n- и p-типа, отличающиеся только типом легирующей примеси (электроны и дырки одинаковые в обеих частях), то химпотенциалы должны выравняться. Химпотенциал электронов в n-типе больше химпотенциала в p-типе, тоже для дырок. Поэтому электроны начнут диффундировать в p-тип, дырки - в n-тип, возникнет заряд на границе p-n перехода и возникшее электрическое поле опустит зонную диаграмму n-области и поднимет ее в p-области так, чтобы химпотенциалы выровнялись. Возникает стандартная картинка с изогнутыми зонами, где электронам и дыркам не попасть в противоположную область из-за барьера, образованного запрещенной зоной. Высотой этого барьера можно управлять, прикладывая внешнее поле. В прямом направлении барьер уменьшается вплоть до нуля, и через диод потечет ток, в обратном все сложнее, но в первом приближении барьер возрастет и ток не потечет. При приложении внешней разности потенциалов и наличии тока система становится неравновесной, хим.потенциал уже не обязан быть одинаковым, и хим. потенциалы электронов и дырок будут разные и разойдутся на величину, пропорциональную приложенной разности потенциалов.
Вопросы?

[Dron1]

Секунду, надо сюда зонную диаграмму принести. Местного хостинга для катинок нет, надо сторонний я попробовал заругался на размер какой максимальный размер?

[amon]

Dron1 в сообщении #1697508 писал(а):

Секунду, надо сюда зонную диаграмму принести.

Ссылку дайте, я вставлю.

[Cos(x-pi/2)]

Dron1
Максимальный размер картинок: $800\times 600$ пикселей. (Только на radikal не надо, крайне неприятный хостинг.)

[amon]

Это?

Вложение:

p-n.png

[Dron1]

Проба.
[img]
https://disk.yandex.ru/i/s00qMBO6jyQdww[/img]

Не удалось определить размеры изображения.

Он чо прикалывается сжал до 32кБ

-- 12.08.2025, 18:15 --

Сам то я должен научиться. С янденкс диском у него всё в порядке?

[Cos(x-pi/2)]

Dron1
Яндекс-диск в принципе не годится на роль хостинга картинок; картинка с него не будет здесь нормально изображаться. Попробуйте, например, postimages.org (там без регистрации, всё делается легко и быстро). Туда загружаете картинку, оттуда копируете прямую ссылку (direct link), и сюда её (да, так, как Вы и делаете: между тегами img и /img).

С яндекс-диска браузер показывает сначала только уменьшенную "превьюшку". Там на странице можно найти меню с командами и выбрать команду "открыть оригинал", тогда удастся рассмотреть в полном размере. Но это морока; лучше брать ссылку с нормального хостинга картинок, чтобы картинка появлялась прямо тут на странице форума.

[Dron1]

postimages.org какой-то тормозной грузится долго есть ещё какой?

[Cos(x-pi/2)]

Не знаю другого, я этим пользуюсь и доволен; так всяко быстрее, чем через яндекс-диск. Там только не на русском языке всё; (но если Вы программист, то Вам к английскому должно быть не привыкать - в программировании вообщё всё не на русском).

[Dron1]

Проба.


-- 12.08.2025, 18:56 --

Оба. Вот путёвый и быстрый хостинг.

[Cos(x-pi/2)]

Dron1
Я скачал и посмотрел Ваш скриншот с яндекс-диска - он действительно плохой, ужатый, на нём ничего толком не разобрать, текст не читается. Не грузите его никуда. Сделайте другой, отчётливый. И вот ещё что: 800 пикселей это ширина, а 600 - высота, надо не перепутать, а иначе форум опять не примет картинку.

Dron1 в сообщении #1697528 писал(а):

Вот путёвый и быстрый хостинг.

Вот и отлично.

-- 12.08.2025, 19:03 --

Дальше внимательно изучайте всё то, что Вам пишет уважаемый amon.

[Dron1]

Значит так, глядя на всё это появляется какой-то квест замороченный я даже не знаю как это назвать тактический апломб. И вроде знаешь что такое дрейф диффузия, одноимённые притягиваются, разноимённые отталкиваются, градиент носителей.
Но блин стока намешано, электроны основные дырки основные, доноры ионы доноры электроны по две пары, эти внизу те вверху, следить за энергией, где какой концентрации больше, надо ещё выровнять уровни Ферми каким то Макаром
Есть блин какая нибудь стратегия, алгоритм как и с чего это начать и куда смотреть куда и когда кого передвигать. Или надо тупо запомнить как таблицу умножения.

[amon]

Dron1 в сообщении #1697585 писал(а):

Значит так, глядя на всё это появляется какой-то квест замороченный

А ни кто не обещал, что будет легко. Тут либо читаем учебник по ФТТ, предварительно прочитав учебник по квантовой механике, либо, как поступает большинство, запомнить байки, вроде тех, что я тут рассказываю, терминологию и считать себя знатоком полупроводниковой электроники.
-Основные носители - те, что есть в равновесии (n- и p-тип).
-"Вверху" - электроны, заряжены отрицательно.
-"Внизу" - дырки, что-то вроде электронов, только положительно заряженные. Откуда взялись - лучше не спрашивать.
-Уровни Ферми - уровни хим.потенциала. В равновесии должны совпадать для всего. При подключении внешнего источника тока так, что ток течет - есть отдельно уровень дырок и уровень электрона. Расстояние между ними - приложенное напряжение.
-В неоднородной системе (справа n, слева - p) в нужное положение уровни Ферми (хим.потенциала) "становятся" за счет возникновения нескомпенсированного заряда некоторых областей. Каких и как заряженных надо считать.
Что еще?