тепловой энергии окружающей среды в энергию постоянного электрического тока.
Преобразователь представляет собой следующую принципиальную схему (см. рис. 1).
Рис.1. Принципиальная схема преобразователя.
где: П – кристалл полупроводника (кремний n-типа);
р-n – переход с контактным электрическим полем Ек;
М1
– металлический контакт с р-областью (алюминий);
М2
- металлический контакт с n-областью (алюминий);
d – глубина залегания р-n перехода (не более 10 мКм);
RH – сопротивление нагрузки внешней цепи.
Принцип работы преобразователя заключается в следующем.
Например, работа выхода электрона из полупроводника n-типа составляет 4,25 эВ, р-типа – 5,25 эВ, из алюминия – 4,25 эВ. Поэтому, контакт М2
с полупроводником n-типа является оммическим и не влияет на работу преобразователя, а контакт М1
с полупроводником р-типа является инжектирующим.
Под действием сил теплового движения и в результате различия работ выхода, электроны из металлического контакта М1
будут инжектироваться в р-область полупроводника. Часть электронов рекомбинирует с дырками р-области кристалла, а остальная часть электронов будет перебрасываться электрическим полем р-n перехода Ек в n-область кристалла. При этом n-область полупроводникового кристалла и контакт М2
будут заряжаться отрицательно, а контакт М1
, из-за ухода из него электронов, - положительно, что в итоге приведет к возникновению разности электрических потенциалов между контактами М1
и М2
.
Поток электронов из М1
в М2
будет иметь место до тех пор, пока возрастающее электрическое поле между контактами не вызовет встречный поток электронов из n-области в р-область кристалла из-за снижения потенциального барьера р-n перехода. Когда эти токи электронов сравняются, в изолированном кристалле установится электрическое и термодинамическое равновесие. При этом между контактами М1
и М2
установится разность потенциалов равная половине контактной разности потенциалов p-n перехода (в данном случае – 0,55В), что означает наличие между ними Э.Д.С. (холостого хода).
Если замкнуть контакты М1
и М2
внешним металлическим проводником с сопротивлением RH, то электрическое и термодинамическое равновесие полупроводникового кристалла нарушится и в цепи нагрузки потечет электрический ток I RH. При этом p-n переход будет охлаждаться, т. к. энергия электронов переходящих из р-области в n-область полупроводника будет увеличина за счет внутренней (тепловой) энергии кристаллической решетки полупроводника. Для поддержания в цепи нагрузки постоянного по величине тока к нему необходимо подводить теплоту от окружающей среды – Qo.c.
Автор Зерний Анатолий Николаевич
Другие работы по теме:
Билеты по Физике
Вопросы к экзамену по Физике Электрический ток в электролитах. Законы электролиза. Электропроводимость газов. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды.
Термосорбционный масс-спектрометр
Анализ остаточных газов , присутствующих в вакуумных камерах , основанный на различиях в их теплотах адсорбции , называется термосорбционной масс-спектрометрией .
Термосорбционный масс-спектрометр
Анализ остаточных газов , присутствующих в вакуумных камерах , основанный на различиях в их теплотах адсорбции , называется термосорбционной масс-спектрометрией
Электрический преобразователь давления
Сущность, конструкции и принцип действий преобразователей сигналов, обозначение их параметров. Строение и назначение манометра САПФИР – 22ДИ, а также особенности поступления электрического сигнала к нему. Принцип действия различных видов преобразователей.
Фоторезисторы
ФОТОРЕЗИСТОР (от фото... и резистор), представляет собой непроволочный полупроводниковый резистор , омическое сопротивление которого определяется степенью освещенности . В основе принципа действия фоторезисторов лежит явление фотопроводимости полупроводников. Фотопроводимость- увеличение электрической проводимости полупроводника под действием света.
Диод
- вакуумный или полупроводниковый прибор, пропускающий электрический ток только одного направления и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь.
Силовые преобразовательные устройства
Выбор вентилей в схеме регулирования напряжения нагревателей электропечи. Расчет индуктивность дросселя, установленного в цепи преобразователя электродвигателя при некотором значении минимального тока. Инверторный режим нереверсивного преобразователя.
Разработка системы автоматического управления
Система должна позволять вести мониторинг в реальном времени таких параметров как: токи, напряжения, мощности вводных и отходящих фидеров, положение двери, температуры, положение автоматических выключателей. Так же позволяла дистанционно включать и отключать автоматические выключатели
Фоторезистор
Фоторезистор представляет собой непроволочный полупроводниковый резистор, омическое сопротивление которого определяется степенью освещенности.
Внутренний фотоэффект в полупроводниках
Одним из наиболее важных приоритетов в развитии человечества является открытие и использование новых видов энергии, одним из которых стало открытие явления фотоэффекта.
Выделение огибающей АМ-сигнала
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Радиотехнические системы»
Особенности транзисторов
Реферат На тему Особенности транзисторов 2010 Содержание Введение Устройство и принцип действия транзисторов Схема включения транзисторов Классификация и маркировка транзисторов
Полупроводниковые резисторы
Группы полупроводниковых резисторов. Варисторы, нелинейность вольт. Толщина поверхностных потенциальных барьеров. Основные параметры варисторов и терморезисторов. Тензорезисторы и их деформационная характеристика. Измерение давлений и деформаций.
Исследование биполярного транзистора
Исследование статических характеристик биполярного транзистора. Наружная область с наибольшей концентрацией примеси. Схема подключения к источникам питания. Дифференциальное входное сопротивление. Дифференциальное сопротивление перехода база-эмиттер.
Приборы полупроводниковые
Термины и определения ГОСТ 15133-77 (СТ СЭВ 2767-80) Физические элементы полупроводниковых приборов Электрический переход (Переход, Elektrischer Ubergang (Sperrschicht), Junction) – переходный слой в полупроводниковом материале между двумя областями с различными типами электропроводности или разными значениями удельной электрической проводимости (одна из областей может быть металлом).
Приборы полупроводниковые
Физические элементы полупроводниковых приборов. Электрический переход. Резкий переход. Плоскостной переход. Диффузионный переход. Планарный переход. Явления в полупроводниковых приборах. Виды полупроводниковых приборов. Элементы конструкции.
Дешифратор и преобразователи кодов
Дешифратор - комбинационные схемы с несколькими входами и выходами, преобразующие код, подаваемый на входы в сигнал на одном из выходов. Описание функционирования дешифратора с помощью системы конъюнкций. Характеристика микросхем преобразователей кодов.
Система автоматизации стабилизации уровня вибраций
Работа, устройство трехконтурной автоматической системы управления упругими перемещениями системы СПИД в процессе обработки, ее практическое применение и преимущества. Структурная схема контура, анализ устойчивости, определение оптимальных частот работы.
Понятие и устройство фотодиода
Фотодиод, полупроводниковый диод, обладающий свойством односторонней фотопроводимости при воздействии на него оптического излучения. Ф. представляет собой полупроводниковый кристалл обычно с электронно-дырочным переходом (р–n-переходом), снабженный 2 металлическими выводами (один от р-, другой от n-области) и вмонтированный в металлический или пластмассовый защитный корпус.
Гироскопическая курсовертикаль
Действие гироскопического агрегата. Определение знака угла отклонения гироскопов относительно платформы под воздействием внешних моментов. Распределение управляющих сигналов от датчиков по разгрузочным двигателям с помощью преобразователя координат.
Прибор ночного видения
Именно с изобретением первого ЭОП в 1934 и началась история ПНВ. Это произошло в исследовательском центре фирмы "Филипс”. Холст с сотоварищами создал первый преобразователь, который был назван «стакан Холста».
Модем
Общая схема передачи информации включает в себя отправителя, получателя и канал передачи информации.
Фишер Куно
Фишер Куно (Kuno Fischer, 1824—1907) — немецкий историк философии, с конца 1856 по 1872 профессор в Иене, затем до конца жизни — в Гейдельберге. Как мыслитель Ф. один из первых начал в немецкой философии поворот к Канту.
Шокли Уильям
Шокли (Chockley) Уильям Брэдфорд (1910, Лондон - 1989), американский физик. Труды по физике твердого тела и полупроводников.
