Контрольная работа: Физические законы функционирования электронных приборов

Отсюда находим температуру истощения примесей

T_s = ( 5.6)

Задача 3

Определить, какие электрохимические процессы будут происходить на аноде и катоде. Найти толщину осажденной на катоде металлической пленки. Электролитом является водный раствор Ag₂ SO₄ . Сила тока I= 3 A. Время - 2 часа, площадь катода 5 см² . Электроды платиновые.

Решение:

Распишем все возможные электрохимические реакции, которые могут протекать как на аноде так и па катоде; определим по таблице электродные потенциалы этих реакций.

В растворе находятся следующие ионы: Ag⁺ , SO^2- ₄ , а также нейтральные молекулы воды. Следовательно, на катоде (отрицательно заряженный электрод) могут протекать следующие электрохимические реакции:

Ag⁺ e<->Agφ=+0,799B,

2Н₂ 0+2е<-> Н₂ ↑+2OH φ=-0,413В

на аноде (положительно заряженный электрод):

2SО^-2 ₄ - 2е<->S₂ 0^{2 -} ₈ φ=+2,01В,

2Н₂ 0-4е<->0₂ ↑ +4Н^{* +} φ = 0,81В.

Необходимо знать, что на аноде легче окисляются те атомы, молекулы, ионы, потенциалы которых в данных условиях наиболее низкие, а на катоде восстанавливаются легче те атомы, ионы, молекулы, потенциалы которых наиболее высокие.

Сопоставление потенциалов показывает, что на катоде происходит восстановление серебра: Ag⁺ +е<->Ag, а на аноде - окисление воды: 2Н₂ О - 4е<->О₂ +4Н⁺ .

Для определения толщины осажденной на катоде пленки серебра запишем объединенное уравнение законов Фарадея:

m= (Э/F) lt,

где Э=A/Z

А - атомный вес,

Z - валентность;

F - постоянная Фарадея.

m=pV=psh,

где р - плотность серебра = 10,5 Г/см³ ;

s - площадь катода;

h - толщина пленки.

Отсюда h=AItr/FZps.

Подставляя численные значения, получим толщину осажденной на катоде пленки серебра.

h= 1,6·10^-13 м.

Литература

1. Епифанов Е.И., Мома Ю.А. "Физические основы конструирования и технологии РЭА и ЭВА" - М. Сов. радио, 1979г. - 352с.

2. О.В. Митрофанов и др. "Физические остовы функционирования изделий микроэлектроники". Серия "Микроэлектроника" М. Высшая школа 1987г.

3. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. "Электроника" - М. Высшая школа 1991г. - 622с.