Для того, чтобы объяснить работу электронных приборов. Основной принцип диполей в том, что все элементы вещества должны иметь равную величину Θ = Q*U* ΔT. Диполи без поляризации - разно-направлены. А в условиях поляризации - диполи обладают коллективными качествами. Если есть напряжение, то диполи вещества дружно поворачиваются и ориентируются согласно электрическому полю.
1. Любое изменение количества электрического заряда внутри диполя приводит к изменению величины Θ = Q*U* ΔT.
2. Θ - это энергия более высокого уровня, чем тепло. И важен закон сохранения этой величины во всевозможных конструкциях вещества с диполями.
3. Поляризация вещества в полупроводниках происходит уже при 0,1 Вольт. И может быть меньше при прямых токах. А при обратных токах и больше.
4. Если в диполь втекает заряд, а это происходит при электрическом токе, то энергия Θ (энергия 4-го уровня) увеличивается. Если заряд из одного диполя перетекает в следующий, энергия Θ передаётся, как бы, эстафетно. И при полном электрическом токе через диполи устанавливается для всех диполей средняя величина Θ. Если диполи все одинаковы, однородны, то никаких особых эффектов не происходит.
5. Полупроводниковый диод - это система из двух областей, в каждой из которой находятся диполи разного типа. При подаче напряжения на диод все диполи и области N и области P поляризуются. При 0,1 вольт, уже происходит поляризация. Затем начинается ток. Ток вносит небольшую величину заряда внутрь каждого диполя. Но величина энергии Θ как известно зависит не только от заряда, но и от других параметров. Θ = Q*U* ΔT. Оказывается, что диполи при своём строении уже обладают неким значением Q*U* ΔT. И особо следует выделить ΔT2 для зоны N и ΔT1 для зоны P. Температурный напор как правило возникает с температурой окружающей среды. Для зоны N это выглядит так: ΔT2 = TF - TC.
TC - температура среды. Для зоны P это выглядит так: ΔT1 = TV - TC.
Температуры TF и TV связаны с устройством диполей.
6. Кроме тепловых параметров у диполей зоны N и P есть электрические параметры - напряжения. Для зоны N - это напряжение UV. Для зоны P - это напряжение UF. Пока нет приложенного напряжения UA, то и нет поляризации, нет тока, и система находится в равновесии по закону о сохранении Θ. Энергия Θ выглядит как некая комбинированная энергия. На самом деле она здесь главная, а электричество тепло - это как способ нашего вмешательство в в систему. При измерении ВАХ мы имеем только такие способы воздействия.
Итак, электрические параметры для зон N и P также обусловлены конструкциями их диполей. Можно только сказать, что электричество в данном случае пропорционально теплу. Поэтому справедливо отношение: TF/TV = UF/UV. Кажется, что всё просто. На самом деле это характеризует цельность величины Θ. Величина Θ главнее чем электрические и тепловые параметры. Но, вот доступа в эксперименте, мы к ней не имеем. Только источник питания (электричество) и термостат (тепло).
7. Главный способ восстановить баланс для диполей - это перенос тепла посредством электрического заряда. Можно ли назвать это током? Да, это ток, но весьма необычный. Самое главное его свойства - он не подчиняется правилам Киргофа. Например, он может течь из низковольтной области в область высоковольтную. Потому что для Θ и электричество не главное, и тепло не главное. Θ главнее. Как называют такой ток в официальной физике? Первое его название - термо-электронная эмиссия. Второе название - инжекционный ток. И наконец, этот ток связан с эмиссией и с работой выхода. Как видим, никакой работы выхода нет. Есть дисбаланс, который устраняется посредством перемещения заряда и тепла. Ещё есть название - экстракция, электронов, дырок... Названий много, но принцип один - восстановление равновесия посредством тока , переносящего тепло.
8. Сразу объясняется фото-электронная эмиссия. Свет, падая на фотодиод, попадает на зоны P и N. И зоны показывают свою асимметрию. Зона P получает большее значение Θ. И для восстановления баланса происходит перемещение электрического заряда в зону N. А если создать внешнюю электрическую цепь, между N и P, то потечёт ток. Кто говорил что фотоны выбивают электроны? Видимо он грезил механическими понятиями. Есть более прозрачные правила - нарушился баланс, получаем перемещение заряда, которые течёт даже вопреки правилам Киргофа.
9. С полупроводниковым диодом, и с его объяснением односторонней проводимости всё просто для прямого тока. Там напряжение, при прямом токе, максимум от 0,5 до 5 -ти вольт. А при таком напряжении мы не увидим массы разнообразных эффектов. Главное, что прямой ток и обратный ток - имеют одну и ту же природу - это ток через два вида диполей, а главное это ток через разрыв между двумя зонами. Когда Шокли выводил свою формулу для тока через диод, его совсем не интересовал разрыв между зонами P и N. Он сразу написал о концентрации электронов и дырок. Вывод уравнения Шокли начинается с уравнения для произведения концентраций дырок и электронов: nn∙np = A exp ( - Eg/(k∙T)) . То есть, концентрация дырок, по умолчанию, уже экспоненциальна, по отношению к напряжению. И концентрация электронов тоже. Вся проблема в том, что всё равно какая концентрация электронов в обеих зонах. Мы знаем, что дырок не существует. Это выдумка. Всю экспоненциальность создаёт разрыв между двумя зонами - это PN- переход. Всё дело в том, что граница между зонами N и P вовсе не проводит ток. Это граница между двумя типами диполей. В зоне N свои параметры TF и UV. В зон P свои параметры TV и UF. Ток по идее, запрещён. Но в зону N втекает электрический заряд. Нарушается баланс по уровню энергии Θ. В зоне N значение Θ больше, что требует срочной ликвидации дисбаланса, посредством перемещения электрического заряда в зону P. А вот это перемещение может быть только по экспоненциальной функции. В этом разница между теорией о дырках и теорией о поляризации. И прямой ток течёт под действием разницы СТЭ-потенциалов. СТЭ-потенциал (составной термо-электрический) - это произведение напряжения на температурный напор: ΔT*U.
10. Напишем СТЭ для зоны N: ΔF2 = (TF - TC)*UA
Напишем СТЭ для зоны P: ΔF1 = (TV - TC)*UF
Отсюда мы можем получить полную формулу для тока IA (ток анода) .
IA = exp ( KT*( ΔF2 - ΔF1 ) )
Где KT - это коэффициент переноса.
Или, если подставить значения СТЭ потенциалов, то
IA = exp ( KT*( (TF - TC)*UA - (TV - TC)*UF ) )
Эта формула не подведёт, и позволит вычислить ВАХ прямого тока полупроводникового диода с высокой точностью.
11. С прямым током всё просто. При обратном токе, полярность напряжения UA изменяется на противоположную. При поляризации диполи поворачиваются на 180 градусов, и мы имеем дело уже с другими условиями в PN-переходе (в разрыве между двумя видами диполей). Эти условия таковы, что, чтобы изменить уровень энергии Θ , хоть как-то существенно, требуются очень высокие напряжения. И вход заряда в зону N не может получить больших токов. Получаются токи малые, иногда микротоки. Но они текут по тем же правилам, что и прямой ток. Хотя, из-за высоких напряжений, появляются эффекты.
12. Эффект Зенера. Создаётся такой диод методами легирования. У него обратный ток существует, как обычно в виде микротоков. Но, когда напряжение достигает некого значения Uпр - пробивного напряжения - то, ток может расти неограниченно. Для наблюдения эффекта, и для схемных решений, применяют токо-ограничивающее сопротивление. Можно заметить, что если не достигать разрушающих токов, то процесс обратимый. Этот эффект (эффект зенера) - обратимый пробой. Связать это явление можно с тем, что в месте разрыва - в PN переходе - происходит процесс преобразования двух диполей в один. Сильное поле (а иногда и не очень большое) заставляет два диполя превратится в один. Это слияние диполей. Эффектом Зенера обладают все диоды. Некоторые не достигают этого напряжения по причине реального пробоя диода. Но если напряжение повышать до бесконечности, то эффект Зенера неминуем.
13. Самое интересное устройство - это биполярный транзистор. И что в нём биполярного? Дырок уже точно нет. Если правильно указать физическое явление, то этот прибор будет иметь название - система управления обратным током (в условиях поляризации 1), посредством тока прямого (в условиях поляризации 2). Из старой теории о дырках, верным останется утверждение об инжекционном токе. Но дырок быть не должно. А инжекционный ток, он же эмиссионный ток - это ток для восстановления баланса Θ - энергии уровня 4.
14. Полевой транзистор - это прибор, который управляет током через канал, используя явление поляризации. Между напряжением поляризации и сопротивлением канала существует некая зависимость.
15. Датчик холла, и магнитодиоды. Всё они требуют более длинных объектов. При пропускании тока, через датчик Холла, мы создаём поляризацию диполей. Магнитное же поле создаёт поперечный дисбаланс Θ в середине датчика.
Ссылка на Пекара. Он настаивал на поляризации, но не мог отрицать дырки...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D0%BA%D0%B0%D1%80,_%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%BD_%D0%98%D1%81%D0%B0%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87Пекар С. И. Исследования по электронной теории кристаллов 1951
https://disk.yandex.ru/d/qpmwLYGNMOSfCQПекар С. И. Кристаллоптика и добавочные световые волны 1982
https://disk.yandex.ru/d/9f8X6TUJexFeIQКстати, Пекар сыплет формулами из квантовой механике, говорит что-то невнятное о Поляроне, так, что его иногда не понимают. Он ничего не говорит такого, что сказал я. То есть, ничего о принципах работы электронных приборов на основе поляризации. Наверное идеи Пекара были крутые и революционные в своё время, но он не подверг сомнению теорию ЭДП - электронно-дырочной прводимости. Опираться на такой источник сложно. Ну хотя бы слово "поляризация" в нём есть. И есть критика всяких там уровней Ферми и зонной теории.
Опираться на несколько источников? Это похоже на рецензирование. То, есть я должен показать, что я где-то списал, взял идею и развил. И не у одного, а у нескольких. Но дело обстоит весьма печально. Пекар был наиболее близок к идеи о поляризации. У него конечно были коллеги, которые поддержали идею полярона - квазичастицы. Но я считаю все квазичастицы, в том числе фононы - неким абсурдом. Зачем множить сущности? Надо вспомнить про бритву Оккама.
У меня был долгий путь. В 2001-м я измерил ВАХ диода в зависимости от температуры. Построил мат модель и получил пучок прямых. И эта мат модель в общем-то совпадала с формулой:
IA = exp ( KT*( (TF - TC)*UA - (TV - TC)*UF ) )
Пучок прямых - это довольно примечательная мат модель. И у неё есть как раз эти коэффициенты TF, TV,UF,UV,KT. При этом видно, что UV в мат модели может отсутствовать. Из-за пропорции температур и напряжений.
Сначала и коэффициенты назывались по-другому. И температурные напоры не были очевидны. С годами формула приняла нормальный вид. Сначала я пытался общаться с наукой. Они ответили - читайте книги по полупроводникам. То есть, они не в курсе, что за коэффициенты, но если читать книги, то всё станет на свои места.
В году 2007-м я понял, что формула Шокли - это обман. В 2010-м я начал искать решение в физике. Раз в формуле были температуры и напряжения, то меня заинтересовала теория теплового заряда. А её в реальности не было. Её невозможно было создать на базе ЗНЕРГИИ.
В 2013-м мне удалось разработать теорию теплового заряда на базе ТФА - теории физических аналогий. Тогда в 2013-м было только начало. Нужен был уровень энергии, который был выше тепловой - это 4-й. На основе этого уровня энергии я даже сделал вывод формулы:
IA = exp ( KT*( (TF - TC)*UA - (TV - TC)*UF ) )
Принцип работы казался термоэлектрическим. Всё потому, что я исследовал только прямой ток. Но год назад я начал измерять вольт-амперные характеристики обратного тока. И тут начала проявляться идея о поляризации. Точнее: ток в условиях поляризации полупроводника. И решение стало ясно видно.
У меня был сложный путь. Вы думаете, что кто-то решил эту задачу также как я? Ведь, понять принцип работы полупроводниковых приборов - это просто трудно-решаемая задача. На неё надо время, и если не знать куда двигаться, то вообще трудно решить. Эту задачу не решили многие. И Шокли слепил свою формулу на скорую руку. И физики, которые работали с эффектом Холла - тоже не решили.
https://elib.biblioatom.ru/text/kikoin-fizika-i-sudba_2008/p44/И вообще, в физике твёрдого тела нет такого решения. Есть решение ложное, не правильное. И что теперь, у них, у физиков, запрашивать рецензирование? В плане продвижения теории поляризации пока - тупик. Но ей можно пользоваться. её можно развивать. Никто не мешает.
Физика работы электронных приборов на основе термоэлектроники_
https://disk.yandex.ru/d/6PPXFuOeiHG4fw
Сообщения
Интересные новости и факт...
от ArefievPV