Почему электронные устройства с примесной проводимостью имеют температурные ограничения при эксплуатации?

проводимость , обусловленная примесями, называется  примесной проводимостью,  а сами —  примесными .  примесная проводимость обусловлена примесями (атомы посторонних элементов), а также дефек­тами типа избыточных атомов (по сравнению со стехиометрическим составом), тепло­выми (пустые узлы или атомы в междоузлиях) и механическими (трещины, дислокации и т. д.) дефектами. наличие в примеси существенно изменяет его проводимость. например, при введении в кремний примерно 0,001 ат.% бора его проводимость увеличивается примерно в 106  раз.

примесную проводимость рассмотрим на примере  ge  и  si, в которые вводятся атомы с валентностью, отличной от валентности основных атомов на единицу. например, при замещении атома германия пятивалентным атомом мышьяка (рис. 319, а) один электрон не может образовать ковалентной связи, он оказыва­ется лишним и может быть легко при тепловых колебаниях решетки отщеплен от атома, т. е. стать свободным. образование свободного электрона не сопровождается нарушением ковалентной связи; следовательно дырка не возникает. избыточный положительный заряд, возникающий вблизи атома примеси, связан с атомом примеси и поэтому перемещаться по решетке не может.

с точки зрения зонной теории рассмотренный процесс можно представить следу­ющим образом (рис. 319, б). введение примеси искажает поле решетки, что приводит к возникновению в запрещенной зоне энергетического уровня  d  валентных электронов мышьяка, называемого  примесным  уровнем. в случае германия с примесью мышьяка этот уровень располагается от дна зоны проводимости на расстоянии  ded=0,013 эв. так как  ded< kt, то уже при обычных температурах энергия теплового движения достаточна для того, чтобы перебросить электроны примесного уровня в зону проводимости; образующиеся при этом положительные заряды локализуются на неподвижных атомах мышьяка и в проводимости не участвуют.

Мощность турбины 200 мвт = 200 * вт. если кпд турбины 30%, то, соответственно, для получения 200 мвт электричества нужно затратить 200/30%*100%=666,7 мвт тепловой энергии. формула мощности: [вт=дж/с]. т.к. формула для единиц измерения в си, то время 10 ч = 10*60*60=36000 с. рассчитаем затраты тепловой энергии за это время для получения мощности турбины 200 мвт, зная мощность затрат тепла 666,7 * вт или дж/с: 666,7* дж/с * 36000 с = 24* дж. знаем, что теплота сгорания мазута 40* дж/кг. значит масса мазута через пропорцию составит: 24* дж÷(40* дж/кг)=600 000 кг или 600 тонн мазута