Question

半導體材料硅中摻砷后成為N型半導體，它的自由電子的濃度大大增加，導電能力也大大增加。一塊N型半導體的樣品的體積為a×b×c，A′、C、A、C′為其四個側(cè)面，如圖所示。已知半導體樣品單位體積中的電子數(shù)為n，電阻率為ρ，電子的電荷量為e。將半導體樣品放在勻強磁場中，磁場方向沿Z軸正方向，并沿x方向通有電流I。求：?

（1）在半導體A′A兩個側(cè)面的電壓是多少？?

（2）半導體中的自由電子定向移動的平均速率是多少？?

（3）C、C′兩個側(cè)面哪個面電勢較高？?

（4）若測得C、C′兩面的電勢差為U，勻強磁場的磁感應強度是多少？???

Answer 1

沿x方向的電阻R =，加在A、A′的電壓為U₀ =IR =??

電流I是大量自由電子定向移動形成的，I = nvabe??

電子的定向移動的平均速率為。?

自由電子在磁場中受洛倫茲力后，向C′側(cè)面方向偏轉(zhuǎn)，因此C′側(cè)面有多余的負電荷，C側(cè)面有多余的正電荷，建立了沿y軸負方向勻強電場，C側(cè)面的電勢較高。自由電子受到的洛倫茲力與電場力平衡，有,磁感應強度。?

 

解析：(1)由電阻定率，沿x方向的電阻：?

???

加在A、A′的電壓為：?

?U₀ =IR =??

(2)電流I是大量自由電子定向移動形成的?，?

則I = nvabe??

所以電子定向移動速率??

(3)自由電子在磁場中受洛倫茲力后，向C′側(cè)面方向偏轉(zhuǎn)，因此C′側(cè)面有多余的負電荷，C側(cè)面有多余的正電荷，建立了沿y軸負方向勻強電場，C側(cè)面的電勢較高。??

(4)自由電子受到的洛倫茲力與電場力平衡，有??

則磁感應強度