Контрольная работа: Физические законы функционирования электронных приборов
Отсюда находим температуру истощения примесей
Ts = ( 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+ , SO2- 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 02 - 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.