Exam text content

SMG-4100

Sähkömateriaalioppi
Tentti 15.12.2010 Lasse Söderlund

Saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta tentissä

Seuraavat väittämät ovat joko oikein tai väärin. Tehtävän pisteytys on seuraa-

O = oikein, V = väärin ja E = en tiedä.
a) Sähköisen dipolin muodostavat kaksi yhtä suurta ja samanmerkkistä vara-
usta pienen etäisyyden päässä toisistaan.
b) Ferroelektrinen aine voi olla polarisoitunut ilman ulkoista sähkökenttää.

o) Tuottaessaan halutun magneettikentän itsensä ulkopuolelle kestomagneet-
ti pyrkii demagnetoimaan itseään.

d) Klassisessa metallien sähkönjohtavuustarkastelussa elektronien kollektii-
visessa liikkeessä huomioidaan vain elektronit, joiden energiat ovat lähel-

lä fermienergiaa.

e) Schottky-diodin toiminta perustuu metalli-puolijohde -rajapinnan ta-
sasuuntaavaan vaikutukseen.

f) Johdemuovilla tarkoitataan polymeeriä, joka on seostettu donori- tai ak-
septoriaineilla varauksenkuljettajien aikaansaamiseksi.

Selvitä lyhyesti

 

a) Meissner-ilmiö
b) elektronipolarisaatio
c) Josephson efekti

a) Mihin perustuvat Seebeckin ja Peltierin ilmiöt ja miten niitä voidaan hyö-
dyntää?
b) Selvitä lyhyesti, mitä tarkoitetaan sähkökemiallisella korroosiolla.

Selvitä makroskooppisesti tarkasteltuna ferromagneettisen materiaalin magnetoitu-
mismekanismia ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta.

a) Laske kahden sylinterielektrodin, sisäsäde r; = 5 cm ja ulkosäde r, = 16 cm,
välissä olevan johteen resistanssi (säteittäissuunnassa), kun johteen johta-
vuus on =0,5 - 107 S/m ja johteen pituus on 125 cm.

—
b)

Mitoita transistorille tarvittavan jäähdytysprofiilin pituus oheista kuvaa ja seuraavia
tietoja hyväksi käyttäen:

Profiilin poikkileikkaus (mm).

lämpöresistanssi puolijohdepalasta transistorin koteloon 1,5 C/W
lämpöresistanssi transistorin kotelosta jäähdytyslevyyn 0,4 C/W
ympäröivän ilman maksimilämpötila T,= 65 *C

transistorin maksimilämpötila Tj=150*C

transistorin teho P=20 W

65

 

i . 4 8 1 15 20

i P(W)
Profiilin (mm) ja ympäristön lämpötilaero AT
profiiliin syötetyn lämpötehon funktiona.