Задачи средней трудности. В1. Две электрические лампочки одинаковой мощности, рассчитанные на напряжение U0,включены последовательно в сеть с напряжением U0

В1. Две электрические лампочки одинаковой мощности, рассчитанные на напряжение U₀,включены последовательно в сеть с напряжением U₀. Одна из лампочек имеет металлическую нить накаливания, а другая – угольную. Какая лампочка будет накалена сильнее?

В2. Вследствие нагревания сопротивление полупроводника уменьшилось на 20 %. На сколько процентов в связи с этим увеличится сила тока в нем?

В3.При температуре 20 °С концентрация электро­нов проводимости в германии 1,0×10¹⁴ см^–3. Какая доля его ато­мов ионизирована? Считать, что при ионизации удаляется в среднем лишь один из валентных электронов атома. Плотность германия 5400 кг/м³, молярная масса 73 г/моль.

В4. Какова концентрация электронов проводимости в кремнии, если доля ионизированных атомов составляет в нем 2×10^–8 %? Считать, что при ионизации удаляется в среднем лишь один из валентных электронов атома. Плотность кремния 2330 кг/м³, молярная масса 28 г/моль.

В5.Легирование германия акцепторной примесью (например, ин­дием) намного увеличивает концентрацию дырок. Как при этом изменяется концентрация свободных электронов?

В6.Один из концов полупроводника нагревают. Почему при этом возникает разность потенциалов между нагретым и холодным концами? Потенциал какого из них выше?

В7.В монокристалл германия был введен фосфор; его примесь составляла 1,0×10^–4 % по массе. Какой проводимостью в связи с этим будет обладать германий? Какой будет кон­центрация носителей заряда, обусловленная введением примеси? Принять, что все атомы фосфора ионизируются.

В8. Каким должно быть удельное содержание примеси алюминия в кремнии (по массе в %), чтобы концентрация «дырок» в нем равнялась 5,0×10¹⁶ см^–3? Принять, что каждый атом алюминия участвует в образовании «дырки». Плотность кремния 2330 кг/м³, молярная масса алюминия 27 г/моль.

В9. Пусть в левую половину кристалла кремния вве­ли доноры, а в правую – акцепторы: а) какого рода прово­димость возникает в левой и правой частях кристалла; б) как зарядятся (в результате диффузии основных носителей) левая и правая части; в) для каких носителей (основных или неосновных) возникший потенциальный барьер является препятствием; г) как надо подключить внешний источник для получения прямого (т.е. большого) тока?

В10. Получится ли р-n-переход, если вплавить олово в герма­ний или кремний?

В11. Какая часть вольт-амперной характеристики германиево­го диода на рис. 19.15 отражает зависимость силы тока от напряжения в пропускном направлении? Какая – в запирающем направлении? Найдите внутреннее сопротивле­ние диода при прямом напряжении 0,4 В и при обратном напряжении 400 В.

В12. Объясните ход левого участка вольт-амперной характеристики на рис. 19.15.