Найдите кинетическую энергию электрона $K_e$, которую он имеет перед столкновением с атомом, если после предыдущего столкновения его энергия была нулевой. Ответ выразите через напряженность электрического поля в среде $E$, элементарный заряд $e$.
Запишите условие для напряженности поля $E$ при котором электрон при каждом столкновении будет создавать новую электрон-дырочную пару.
| 1 Найдена кинетическая энергия электрона $K_e=eE\lambda$ | 0.20 |
|
| 1 Записано выражение для длины свободного пробега $\lambda=\dfrac{E_Gd}{U_se}$ | 0.20 |
|
| 1 Качественный график ВАХ стабилитрона в обратном направлении при лавинном пробое | 0.10 |
|
Примечание. ВАХ - это зависимость $I$ от $U$, а не наоборот!
| 1 Построен характерный график ВАХ для pn - перехода при туннельном пробое | 0.10 |
|
| 1 Объяснение оптимальности схемы подключения вольтметра | 0.10 |
|
| 1 Выражение для силы тока $I_D$ через $U_0$, $U_r$, $r$ | 0.20 |
|
| 2 Выражение для силы тока $U_D$ через $U_0$, $U_r$, $r$ | 0.20 |
|
Примечание. Как и любой элемент, стабилитрон нагревается при пропускании через него тока, поэтому измерения следует проводить при погруженном в воду стабилитроне.
| 1 $D1 - U_s\in [3.1;3.3] В$ | 0.10 |
|
| 2 $D2 - U_s\in [3.9;4.1] В$ | 0.10 |
|
| 3 $D3 - U_s\in [4.7;4.9] В$ | 0.10 |
|
| 4 $D4 - U_s\in [5.6;5.8] В$ | 0.10 |
|
| 5 $D5 - U_s\in [7.1;7.3] В$ | 0.10 |
|
Результатом этого пункта должен быть файл «MesC4.xlsx», содержащий исходные измерения (и только их!), файл «SolC4.xlsx», в котором будет произведен необходимый пересчет, комментарии к нему и построены графики ВАХ, а также изображения графиков сохраненные в «Report.docx».
| 1 Прямые измерения для получения ВАХ к $D1$ | 15 × 0.05 |
|
| 2 Пересчет значений и наличие графика к $D1$ | 0.15 |
|
| 3 Прямые измерения для получения ВАХ к $D2$ | 15 × 0.05 |
|
| 4 Пересчет значений и наличие графика к $D2$ | 0.15 |
|
| 5 Прямые измерения для получения ВАХ к $D3$ | 15 × 0.05 |
|
| 6 Пересчет значений и наличие графика к $D3$ | 0.15 |
|
| 7 Прямые измерения для получения ВАХ к $D4$ | 15 × 0.05 |
|
| 8 Пересчет значений и наличие графика к $D4$ | 0.15 |
|
| 9 Прямые измерения для получения ВАХ к $D5$ | 15 × 0.05 |
|
| 10 Пересчет значений и наличие графика к $D5$ | 0.15 |
|
| 11 Диапазон не менее $100 ~мА$ | 0.05 |
|
| 1 $D1 - туннельный$ | 0.10 |
|
| 2 $D2 - туннельный$ | 0.10 |
|
| 3 $D3 - лавинный$ | 0.10 |
|
| 4 $D4 - лавинный$ | 0.10 |
|
| 5 $D5 - лавинный$ | 0.10 |
|
| 6 Напряжение смены механизма пробоя $U_{s0}\in [4.3;4.5] В$ | 0.20 |
|
Примечание: Эффективные массы электрона и дырки даны при комнатной температуре и идеальных условиях, в реальности эти величины могут сильно отличаться от данных в таблице в конце условия.
Результатом вашей работы по решению этого пункта должна быть таблица «SolC6.xlsx» и изображения графиков, перенесенные в «Report.docx».
| 1 Линеаризация зависимости части B | 0.50 |
|
| 2 График | 0.50 |
|
| 3 Ширина $pn - $ перехода $d_1\in[1.0;4.0] нм$ | 0.50 |
|
Результатом Вашей работы по решению этого пункта должны быть файлы «MesC7.xlsx», «SolC7.xlsx» и графики ВАХ, перенесенные в «Report.docx».
| 1 Прямые измерения для получения ВАХ стабилитрона при $T_1$ | 15 × 0.05 |
|
| 2 Пересчет значений и ВАХ стабилитрона для $T_1$ | 0.15 |
|
| 3 Прямые измерения для получения ВАХ стабилитрона при $T_2$ | 15 × 0.05 |
|
| 4 Пересчет значений и ВАХ стабилитрона для $T_2$ | 0.15 |
|
| 5 Прямые измерения для получения ВАХ стабилитрона при $T_3$ | 15 × 0.05 |
|
| 6 Пересчет значений и ВАХ стабилитрона для $T_3$ | 0.15 |
|
| 7 Прямые измерения для получения ВАХ стабилитрона при $T_4$ | 15 × 0.05 |
|
| 8 Пересчет значений и ВАХ стабилитрона для $T_4$ | 0.15 |
|
| 9 Диапазон не менее $100 ~ мА$ | 0.05 |
|
Внимание! Ширина $pn$-перехода $d$ не зависит от температуры!
Результатом вашей работы по решению этого пункта должнен быть файл «SolC8.xlsx», графики ВАХ, перенесенные в «Report.docx» и заполненная таблица в «Report.docx».
| 1 График линейной зависимости для $T_1$ | 0.40 |
|
| 2 $m_{r_1} \in [0.3;0.6]me$ | 0.20 |
|
| 3 График линейной зависимости для $T_2$ | 0.40 |
|
| 4 $m_{r_2} \in [0.3;0.6]me$ | 0.20 |
|
| 5 График линейной зависимости для $T_3$ | 0.40 |
|
| 6 $m_{r_3} \in [0.3;0.6]me$ | 0.20 |
|
| 7 График линейной зависимости для $T_4$ | 0.40 |
|
| 8 $m_{r_4} \in [0.3;0.6]me$ | 0.20 |
|
| 9 График зависимости $m_r(T)$ | 0.50 |
|
Используйте пункт A2, константы в таблице и значение ширины $pn$-перехода $d$, которое вы получили в пункте C6. Если вы не сделали пункт С6, то здесь и далее примите $d = 10~нм$.
Результатом этого пункта должно быть решение в листе ответов.
| 1 Найдена длина свободного пробега $\lambda \in [0.15;0.60] нм$ или расчет для $d=10нм$ $\lambda \in [1.5;1.6] нм$ | 0.50 |
|
Результатом вашей работы по решению этого пункта должны быть файлы «MesC10.xlsx», «SolC10.xlsx» и графики ВАХ, перенесенные в «Report.docx».
| 1 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_1$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 2 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_2$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 3 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_3$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 4 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_4$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 5 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_5$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 6 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_6$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 7 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_7$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
| 8 ВАХ лавинного стабилитрона в окрестности излома при температуре $T_8$ $5~точек~по~0.05+0.05~за~график$ | 6 × 0.05 |
|
Результатом Вашей работы по решению этого пункта должнен быть файл «SolC11.xlsx», графики ВАХ, перенесенные в «Report.docx» и заполненная таблица в «Report.docx».
| 1 Найдено напряжение пробоя лавинного стабилитрона для каждой температуры $U_B \in [7.1;7.3]B$ | 8 × 0.10 |
|
| 2 Для каждой температуры найдено длина свободного пробега $\lambda \in [0.3;0.6]нм$ | 8 × 0.10 |
|
| 3 График зависимости $\lambda(T)$ | 0.60 |
|