2 إيجاد الكمية المجهولة - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

2 إيجاد الكمية المجهولة

بالتعويض

(free e⁻ / cm³ من As) = (free e⁻ / cm³ As atoms) (As atoms / Si atoms) (Si atoms / cm³)

(free e⁻ / cm³) = (1 free e⁻ / 1 As atom) (1 As atom / 10^6 Si atoms) (4.99×10^22 Si atoms / cm³)

= 4.99 × 10^16 free e⁻ / cm³

بالتعويض

في Si المعالج 4.99×10^16 free e⁻/cm³ في Si النقي 1.45×10^10 free e⁻/cm³

النسبة = (في Si المعالج free e⁻ / cm³ / في Si النقي free e⁻ / cm³)

= (4.99 × 10^16 free e⁻/cm³ في Si المعالج) / (1.45 × 10^10 free e⁻/cm³ في Si النقي)

= 3.44×10^6

التوصيل أساسه إلكترونات الزرنيخ المانحة بسبب وجود أكثر من ثلاثة ملايين إلكترون مقابل كل إلكترون موجود أصلاً.

تقويم الجواب

هل الوحدات صحيحة؟ التحليل يؤكد صحة الوحدات.

هل الجواب منطقي؟ النسبة كبيرة كافية، بحيث إن الإلكترونات الموجودة أصلاً لا تساهم تقريباً في الموصلية.

مسائل تدريبية

إذا أردت الحصول على 1×10^18 من إلكترونات الزرنيخ المعالج ككل إلكترونات حرة في الغرفة، فما عدد ذرات الزرنيخ التي يجب أن توجد لكل ذرة سيليكون؟

إذا أردت الحصول على 5×10^18 من إلكترونات الزرنيخ المعالج بوصفها حرة في عدد ذرات الزرنيخ التي يجب أن توجد لكل ذرة جرمانيوم؟

للجرمانيوم 1.13×10^15 ناقل حراري حر في كل cm³ عند درجة حرارة K 400. إذا عولج الجرمانيوم بواسطة ذرة زرنيخ واحدة لكل مليون ذرة جرمانيوم، فما نسبة الناقلات المعالجة إلى الناقلات الحرارية؟

للسيليكون 4.54×10^12 ناقل حراري حر في كل cm³ عند درجة حرارة K 400. ناقل حراري حر في كل cm³ عند درجة حرارة K 400. ، فما نسبة الناقلات المعالجة إلى الناقلات الحرارية؟

في السؤال 14 كيف تتوقع أن يكون سلوك الأدوات المصنوعة من الجرمانيوم مقارنة بتلك المصنوعة من السيليكون عند درجات حرارة مختلفة؟

--- SECTION: 2 إيجاد الكمية المجهولة --- 2 إيجاد الكمية المجهولة بالتعويض (free e⁻ / cm³ من As) = (free e⁻ / cm³ As atoms) (As atoms / Si atoms) (Si atoms / cm³) (free e⁻ / cm³) = (1 free e⁻ / 1 As atom) (1 As atom / 10^6 Si atoms) (4.99×10^22 Si atoms / cm³) = 4.99 × 10^16 free e⁻ / cm³ بالتعويض في Si المعالج 4.99×10^16 free e⁻/cm³ في Si النقي 1.45×10^10 free e⁻/cm³ النسبة = (في Si المعالج free e⁻ / cm³ / في Si النقي free e⁻ / cm³) = (4.99 × 10^16 free e⁻/cm³ في Si المعالج) / (1.45 × 10^10 free e⁻/cm³ في Si النقي) = 3.44×10^6 التوصيل أساسه إلكترونات الزرنيخ المانحة بسبب وجود أكثر من ثلاثة ملايين إلكترون مقابل كل إلكترون موجود أصلاً. --- SECTION: تقويم الجواب --- تقويم الجواب هل الوحدات صحيحة؟ التحليل يؤكد صحة الوحدات. هل الجواب منطقي؟ النسبة كبيرة كافية، بحيث إن الإلكترونات الموجودة أصلاً لا تساهم تقريباً في الموصلية. --- SECTION: مسائل تدريبية --- مسائل تدريبية --- SECTION: 11 --- إذا أردت الحصول على 1×10^18 من إلكترونات الزرنيخ المعالج ككل إلكترونات حرة في الغرفة، فما عدد ذرات الزرنيخ التي يجب أن توجد لكل ذرة سيليكون؟ --- SECTION: 12 --- إذا أردت الحصول على 5×10^18 من إلكترونات الزرنيخ المعالج بوصفها حرة في عدد ذرات الزرنيخ التي يجب أن توجد لكل ذرة جرمانيوم؟ --- SECTION: 13 --- للجرمانيوم 1.13×10^15 ناقل حراري حر في كل cm³ عند درجة حرارة K 400. إذا عولج الجرمانيوم بواسطة ذرة زرنيخ واحدة لكل مليون ذرة جرمانيوم، فما نسبة الناقلات المعالجة إلى الناقلات الحرارية؟ --- SECTION: 14 --- للسيليكون 4.54×10^12 ناقل حراري حر في كل cm³ عند درجة حرارة K 400. ناقل حراري حر في كل cm³ عند درجة حرارة K 400. ، فما نسبة الناقلات المعالجة إلى الناقلات الحرارية؟ --- SECTION: 15 --- في السؤال 14 كيف تتوقع أن يكون سلوك الأدوات المصنوعة من الجرمانيوم مقارنة بتلك المصنوعة من السيليكون عند درجات حرارة مختلفة؟