откуда берутся новые дырки ?

[Света]

... какой механизм это регулирует ?

Если объяснять на "пальцах", то регулирует равновесие зарядов. Вещество должно быть нейтральным, то есть, количество положительно заряженных частиц (протонов) и отрицательных (электронов) должно быть одинаковым в веществе.

[kosopet]

т.е. получается что концентрация основных носителей в полупроводнике, вставленном в цепь постоянного тока сохраняется. Если был кусок сильно легированного материала то кол-во носителей заряда там динамически поддерживается на одном уровне.

[Rokl]

... какой механизм это регулирует ?

Если объяснять на "пальцах", то регулирует равновесие зарядов. Вещество должно быть нейтральным, то есть, количество положительно заряженных частиц (протонов) и отрицательных (электронов) должно быть одинаковым в веществе.

А откуда же тогда берется статический заряд на конденсаторах? Помните, палочку эбонитовую. Так что однозначно, количество заряженых частиц в веществе и каких больше в данный момент не знает ни кто. Даже Планета Земля имеет свой статический заряд, а значит количество протонов и электронов на Земле не равно. Т.е. нужно говорить относительно чего полупроводник (проводник) должен иметь нейтральный заряд. Для примера...Птичка села на оголенный провод ЛЭП. Через её тело с одной лапки на другую лапку течет слабый ток. Казалось бы заряд птички практически нейтральный и соответствует разности напрядений на лапках(согласно ваших рассуждений), НО если взять заряд птички в этот момент относительно земли, то окажется совсем другая картина.

[petrenko]

Коллега, ежели начинающих заморочить в направлении бухгалтерского подсчёта с точностью до одного электрона/(нехватки одного) или иона или протона и т.п. ,то мозги могут невзначай переполниться и дальнейшее изучение будет под большим вопросом.

Так что надо в первом приближении +/- сводить баланс и идти дальше, примерно по учебнику..

[Света]

...нужно говорить относительно чего полупроводник (проводник) должен иметь нейтральный заряд...

Я же написала "на пальцах"... Этого достаточно для начала понимания.
Вы, сначала, попробуйте объяснить человеку, которому несколько раз пытались объяснить, но он не понимает.
Так, чтобы школьник начальных классов понял, который толком не знает ничего о строении вещества, почему электроны гуляют как хотят, а почему именно в металлах - это вообще загадка...
Сейчас мы залезем в дебри, приплетём сюда электродинамику, уравнения Максвелла, квантовую теорию...

[kosopet]

почему в диэлектрике или полупроводнике кол-во свободных носителей заряда не изменяется ? Что мешает электронам в большом кол-ве притечь в диэлектрик из проводника цепи ? Сами носители заряда - электроны ведь не привязаны к диэлектрику, а втекают и вытекают из него.

[Света]

В диэлектрике все электроны привязаны к своим атомам и, поэтому, "свободных носителей зарядов" нет

[kosopet]

имеется в виду что очень маленький ток там ведь все же может быть, если еще нагреть диэлектрик к тому же.

[Hand-Maker]

Электроны в диэлектрик не втекают. Там и своих хватает. При приближении к диэлектрику проводника с потенциалом происходит некоторое смещение электронных орбит, что и вызывает поляризацию диэлектрика. В свою очередь электроны в проводнике перемещаются ближе к поверхности (или дальше от нее в зависимости от потенциала), контактирующей с диэлектриком.

Это как мужики, сидящие в товарном вагоне. Пока вокруг пусто -- они примерно равномерно распределены. Но вот рядом проезжает вагон с тетками. Все мужики с криком "сиськи" наваливаются на окна со стороны проезжающих. Как только проехали -- опять равномерно диффундируют вглубь.

Кстати, спорьте быстрее, а то ща Калыч нагрянет и быстро всем мировоззрение вправит.

[kosopet]

это вы описываете как я понял тот случай когда электроны диэлектрика привязаны к своим атомам, короче электроны не могут далеко удаляться и образовывать ток, и происходит как бы наведение индукционного заряда на диэлектрике. Но я ж говорю про то вот что очень маленький ток может ведь быть в диэлектрике, тем более если разогреть его, тогда некоторые электроны выбиваются со своих орбит ). А что вообще мешает электронам притекать со стороны проводника в диэлектрик ? Просто тепловое сопротивление вещества как в металле что ли ?

[Hand-Maker]

Но я ж говорю про то вот что очень маленький ток может ведь быть в диэлектрике

Например???

А что вообще мешает электронам притекать со стороны проводника в диэлектрик

То, что все места, где могут располагаться электроны (имеется ввиду прежде всего энергетические) уже плотно заняты.

[B@R5uk]

Например???

Проводимость полимеров

[B@R5uk]

А что вообще мешает электронам притекать со стороны проводника в диэлектрик ?

Движение электронов в материале возможно, если они находятся на "орбиталях" общих для всех атомов. Орбитали характеризуются в первую очередь энергией. Орбитали с низкой энергией принадлежат одному атому, это "личные" хранилища электронов каждого атома. Внешние орбитали могут быть поделённые с соседними атомами, как в полупроводниках или алмазе (ковалентные кристаллы), или общими для целого кристалла (металлические кристаллы). Проводимость обусловлена как раз теми электронами, которые находятся на "общих орбиталях" кристалла, эти орбитали по-умному называются энергетические уровни и зоны (в чём разница -- этому посвящён целый университетский курс).

Электроны в зоне проводимости могут появится по разным причинам. Во-первых, быть там всегда при любых температурах. Во-вторых, переходить на более высокие энергетические уровни за счёт тепловой энергии (гугли всякие распределения Больцмана). Это существенно квантовый и, кроме того, статистический эффект. Вероятность перехода на более высокий уровень тем меньше (экспоненциально убывает), чем больше энергетическое расстояние между "личной орбиталью" атома и общей энергетической зоной кристалла. Соответственно и проводимость хуже. С температурой вероятность того, что электрон попадёт в зону проводимости, растёт, проводимость, соответственно, тоже.

Что происходит в аморфных телах, если честно не в курсе. Возможно, что-то подобное.

[B@R5uk]

Есть ещё ионная проводимость растворов. Там перемещаются уже не электроны, а ионизированные атомы и даже группы атомов (ОН-группа для воды, например). Возможно, аморфные тела имеют именно такой тип проводимости.

[kosopet]

ok, спасибо за разъяснения. Собсно изначально была цель применить к пониманию проводимости полупроводника метод сливного бачка. Это когда объясняют обратную связь на примере сливного бачка и прочих трубопроводных аналогий.

[B@R5uk]

Все эти сантехнические извращения -- это именно что извращения, которые только затуманивают понимание сути вещей.

Это то же самое, что объяснять детям, что дети из поцелуя получаются. А потом удивляются, откуда проблемы вырастают.

[Rokl]

Все эти сантехнические извращения -- это именно что извращения, которые только затуманивают понимание сути вещей.

Вообще то работа сливного бачка классически описывается дифуром второго порядка и нам на лекциях ТАУ (теория автоматического управления) на примерах сливных бачков наглядно объясняли, как работают ПИ, ПИД, ПД регуляторы.

[B@R5uk]

А проникновение поля в проводник описывается уравнением диффузии. К сожалению, ни один знаток TYT ни разу не написал, что энергия от батарейки к лампочке переносится не током по проводам, а полем снаружи этих проводов. Вся энергия попадающая внутрь проводов теряется на их нагрев. При этом провода, соединяющие батарейку и лампочку служат всего лишь рельсами, направляющими это поле-переносчик, подавляющая часть энергии которого находится вне проводов. Относительно недавно, когда, я это узнал, я был в шоке. Вот вам и сантехника.

[Rokl]

имеется в виду что очень маленький ток там ведь все же может быть, если еще нагреть диэлектрик к тому же.

Зачем греть? достаточно шерстяной тряпочкой потереть. Заряд, т.е. свободных носителей заряда - электронов там появится очень много. (опять же из школы...электростатическая машина перемещает в диэлектрике свободные носители заряда-электроны на один полюс, а на другом электроде электроны сдираются со своих орбиталей. За счет того, что в диэлектрике тока НЕТ, свободные носители заряда остаются на одном полюсе, пока оба полюса не соединить проводником.Тогда все электроны перетекут на противоположный полюс и заряд станет равным нулю. А вот если заряженую электростатическую машину соединить с разряженым конденсатором и слить туда часть заряда (электроны), то возникнет интересная ситуация. Вопервых, за счет чего нейтрализуется перенесенный заряд? И во-вторых, у диэлектрика возникнет дефицит свободных электронов и он останется заряжен положительно относительно...ЧЕГО?????????? (я думаю всего, что имеет свободные носители заряда (электроны).

[Hand-Maker]

энергия от батарейки к лампочке переносится не током по проводам, а полем снаружи этих проводов. Вся энергия попадающая внутрь проводов теряется на их нагрев. При этом провода, соединяющие батарейку и лампочку служат всего лишь рельсами, направляющими это поле-переносчик, подавляющая часть энергии которого находится вне проводов

Да-а-а???? А какой же тогда смысл прокладывать например к каждому дому кабель в руку толщиной? по идее достаточно было бы проволочки диаметром 0,05... Не, ну 0,1 -- с ней проще работать, реже рвется. А почему у тебя в доме проводка проложена алюминием или медью 3-4 квадрата, а не например нихромом 0,15? Он ведь тоже может служить "всего лишь рельсами" для потока энергии.