Накопление - пространственный заряд
Cтраница 1
Накопление пространственного заряда не происходит. [1]
 |
Эквивалентная схема диодного промежутка с виртуальным катодом. [2] |
Зарядка емкости соответствует накоплению пространственного заряда в области виртуального катода и увеличению провисания потенциала в диодном промежутке. Подключение к цепи некоторой дополнительной проводимости GI в момент превышения напряжением на емкости С некоторого порога приводит к разряду емкости. Последнее эквивалентно сбросу заряда из области виртуального катода. [3]
При комнатной температуре процесс накопления пространственного заряда часто продолжается в течение нескольких часов, в то время как при 200 С он заканчивается за 10 - 5 сек. Этим, по-видимому, и объясняются некоторые несоответствия, наблюдавшиеся Залесским и Гольдгаммером. [4]
Основным недостатком кристаллических счетчиков является накопление пространственного заряда, создаваемого захваченными в ловушки электронами проводимости, что приводит ( в процессе облучения) к уменьшению амплитуды импульса и спаданию ее до уровня шумов. [5]
Перспективной является работа приборов Ганна в так называемом режиме с ограниченным накоплением пространственного заряда. В обычном приборе на основе эффекта Ганна пространственный заряд движется через объем полупроводникового материала и когда этот заряд достигает контактной поверхности, у второго контакта начинает формироваться новый пространственный заряд. Время, необходимое для распространения пространственного заряда сквозь толщу материала, определяет рабочую частоту генератора, вследствие чего она является функцией толщины полупроводникового материала. В приборах с ограниченным накоплением пространственного заряда удается сделать частоту не зависящей от времени распространения заряда: частота в этом случае определяется внешними резонансными цепями, обычно выполненными в виде объемных резонаторов. [6]
Вопросы электрической прочности воздушных промежутков при напряжении высокой частоты излагаются в третьей главе. Объяснение экспериментальных зависимостей разрядного напряжения от частоты и длины промежутка в случае, если электроды образуют практически однородное поле, основывается на известной теории накопления пространственного заряда в промежутке. Разрядные характеристики промежутков с неоднородным полем находят свое объяснение на основе выдвинутой идеи о влиянии формы короны, предшествующей пробою, на величину разрядного напряжения. Показаны способы регулирования разрядных напряжений посредством изменения формы коронного разряда. [7]
Если время образования домена окажется меньше, чем отрицательная часть периода, а время разрушения домена - больше, чем положительная часть периода, то домен не будет успевать образовываться. Колебания, вызванные эффектом Ганна, в таких случаях не будут иметь места. Такой режим работы называется режимом ограничения накопления пространственного заряда. [8]
При этом в области виртуального катода имеет место сгущение траекторий заряженных частиц. Далее с течением времени наблюдается сброс заряда из области виртуального катода обратно к плоскости инжекции ( из пространства взаимодействия), плотность пространственного заряда в пространстве взаимодействия резко уменьшается, в результате глубина тормозящего потенциального барьера становится меньше и, как следствие, виртуальный катод открывается электроны легко преодолевают потенциальный барьер. В системе появляются пролетные частицы, происходит накопление пространственного заряда в междусеточном пространстве, глубина потенциального барьера растет - возникает отражающий от себя электроны виртуальный катод. Таким образом, процесс периодически повторяется. На рис. 5.6 а представлено три характерных временных периода колебаний виртуального катода. Из сравнения рисунков 5.5 а, 5.6 а и рисунков 5.5 б, 5.6 б можно сделать вывод, что с увеличением надкритичности наблюдается рост частоты WBK колебаний виртуального катода. Одновременно с этим имеет место смещение среднего положения виртуального катода к плоскости инжекции и, как следствие, уменьшение времени пролета в пространстве взаимодействия электронов, отраженных от виртуального катода. При большой надкритичности практически все электроны, инжектируемые в пространство взаимодействия, оказываются отраженными от виртуального катода ( см. рис. 5.6 б) - пролетный ток близок к нулю. Из рисунка видно, что ток пролетных частиц при малой надкритичности составляет величину порядка 10 - - 20 % ( при а 2 0 отношение / пр / / отр - 16 %) и резко падает с ростом параметра Пирса. [9]
Рассеянные электроны образуют ток на анод и катод. В условиях реальных приборов с достаточно хорошей симметрией межэлектродного промежутка и соответствующих торцевых условиях этот ток невелик. Однако с ростом эмиссии он растет, затрудняя накопление пространственного заряда и ограничение эмиссии пространственным зарядом. [11]
Решение этой проблемы будет, по всей видимости, связано с разработкой полупроводниковых приборов, работающих на совершенно новых принципах, отличающихся от известных сегодня так же значительно, как отличается принцип действия магнетрона от принципа действия обычной вакуумной лампы - триода и пентода. Первые шаги в этом направлении сделаны с появлением генераторов Ганна и генераторов с ограничением накопления пространственного заряда. [12]
Перспективной является работа приборов Ганна в так называемом режиме с ограниченным накоплением пространственного заряда. В обычном приборе на основе эффекта Ганна пространственный заряд движется через объем полупроводникового материала и когда этот заряд достигает контактной поверхности, у второго контакта начинает формироваться новый пространственный заряд. Время, необходимое для распространения пространственного заряда сквозь толщу материала, определяет рабочую частоту генератора, вследствие чего она является функцией толщины полупроводникового материала. В приборах с ограниченным накоплением пространственного заряда удается сделать частоту не зависящей от времени распространения заряда: частота в этом случае определяется внешними резонансными цепями, обычно выполненными в виде объемных резонаторов. [13]
Поскольку рабочая частота генераторов в этом режиме не зависит от толщины кристалла, появляется возможность значительно увеличить толщину пластин. Так, например, на частоте 10 Ггц толщина полупроводникового материала может быть сделана 1000 мкм вместо обычных 10 мкм. Увеличение толщины позволяет повысить и рабочее напряжение прибора, а следовательно, величину выходной мощности. В табл. 14 в качестве примера приведены значения выходной мощности, полученные на приборах Ганна, работающих в режиме ограниченного накопления пространственного заряда. [14]
На рис. 2.5.11 между краем зоны Ес и наиболее вероятным энергетическим уровнем донора ZJ, при ED находится широкая энергетическая щель. Эта щель не является единственным фактором, ограничивающим максимальный ток, который можно извлечь из электролитического редоксного электрода. В редоксной системе предельный ток может также определяться скоростью диффузии редоксных ионов к поверхности кристалла. Токи, ограниченные диффузией, и токи, ограниченные скоростью переноса электронов, можно отличить друг от друга с помощью измерений их времен-нбй зависимости, начиная с пренебрежимо малой концентрации редоксных ионов, могущих служить центрами рекомбинации. Если скорость обмена электронами выше, чем скорость диффузии, то сначала ток будет значителен до тех пор, пока локальная концентрация редоксных ионов исчерпается, после чего ток уменьшается до величины, определяемой скоростью диффузии. Если же скорость диффузии выше, чем скорость электронного обмена, ток останется постоянным в наблюдаемом интервале времени, достигнув своего максимально возможного значения, допустимого при отсутствии лимитирующих процессов в объеме диэлектрика, таких, как, например, накопление пространственного заряда ( см. разд. [15]
Страницы: 1