|
Полупроводниковый преобразователь тепловой энергии окружающей среды в энергию постоянного электрического тока
Полупроводниковый преобразователь 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;
М
1 – металлический контакт с р-областью (алюминий);
М
2 - 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 М
2 с полупроводником n-типа является оммическим и не влияет на работу преобразователя, а контакт М
1 с полупроводником р-типа является инжектирующим.
Под действием сил теплового движения и в результате различия работ выхода, электроны из металлического контакта М
1
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 М
2 будут заряжаться отрицательно, а контакт М
1
, из-за ухода из него электронов, - положительно, что в итоге приведет к возникновению разности электрических потенциалов между контактами М
1 и М
2
.
Поток электронов из М
1 в М
2 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 М
1
и М
2 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 М
1 и М
2 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.
Доклад на тему использование тепловых действий электрического тока в устройстве инкубатора. Реферат по физике Экологические проблемы связанные с использованием тепловых двигателей. Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов. Реферат на тему по физике электрический ток через контакт полупроводников р и п типов. Для поддержки в цепи нагрузки постоянного по величине тока к нему реферат. Доклад по теме использование электрического тока в устройстве теплиц. Реферат на тему использование теплового действия электрического тока. Использование электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов. Производство электрической энергии с использованием энергии ветра. Преобразователь тепловой энергии в электрическую купить. Схемы преобразователя тепловой энергии в электрическую. Тепловые преобразователи принцип действия реферат. Преобразователи тепловой энергии в электрическую. Реферат преобразование тепловой в электрическую. Электрический ток в окружающей среде реферат.
|
|
|
