Электронно-дырочная плазма

Cтраница 4

Распределение напряженности электрического поля в слаболегированной п-области p - n - перехода в различные мо менты времени при работе лавинно-пролетного диода в режиме с захваченной плазмой. [46]

Принцип действия при этом режиме работы связан с тем, что скорость перераспределения электрического поля в структуре диода может значительно превышать скорость дрейфа носителей заряда. На рис. 3.59 показано распределение напряженности электрического поля в слаболегированной п-области р - п-п - структуры лавинно-пролетного диода в различные моменты вре-мени после включения диода на обратное напряжение, превышающее пробивное напряжение. В первый момент ( t) напряженность электрического поля максимальна около металлургической границы. Именно здесь из-за ударной ионизации начинается образование электронно-дырочной плазмы. Это приводит к перераспределению электрического поля в п-области. [47]

Изготовление шунтов в эмиттерном переходе тиристорной структуры обусловлено тем, что это позволяет улучшить динамические характеристики и температурную стабильность параметров тиристоров. Естественно, что шунты необходимы и в тиристорах, выключаемых током управления. Однако из-за того, что часть тока управления ответвляется в шунты и снижается коэффициент К, в большинстве известных конструкций запираемых тиристоров шунты не применяются. Шунт, расположенный в центре элемента, экранируется окружающей его электронно-дырочной плазмой, накопленной в базе структуры, и ток управления до момента выключения протекает через прямосмещенный эмиттерный переход. Лишь после смещения всего эмиттерного перехода в обратном направлении ток управления начинает протекать через шунт. [48]

Микроплазменный шум наблюдается в виде ступенчатого сигнала с амплитудой порядка 10 - 5 А. Он возникает в сильном электрическом поле, например в р-п-переходе при напряжении, близком к напряжению электрического пробоя. Шум локализуется внутри перехода на малом участке размером 10 - 6 - 10 - 7 м, где имеются трещины и другие дефекты кристалла, образующие ловушки. Захваченные ловушками заряды увеличивают электрическое поле на этом участке, что способствует локальному лавинному пробою, образованию электронно-дырочной плазмы, а затем ее исчезновению. Процессы образования и разрушения микроплазмы - случайны, что и приводит к возникновению шумового тока через переход. [49]

В 1960 - 1962 гг. было обнаружено, что ряд экспериментальных данных, и в частности слабое изменение 1 / / - шумов при удалении окисной пленки в ультравакууме, противоречит такому объяснению. Источник 1 / / - шумов, по-видимому, расположен не в окисной пленке, а в приповерхностном слое полупроводника. Так как в полупроводниках имеются носители обоих знаков ( электроны и дырки), то может возникать неравномерное распределение электронно-дырочной плазмы без появления электрических сил. Движущиеся носители заряда создают вихревое магнитное поле Я, перпендикулярное направление движения. [50]

Резкое понижение электрического сопротивления диэлектрика на участке 4 ( область отрицательного сопротивления) иногда трактуется как электрический пробой. Такому представлению соответствует также повышение туннелирования в области контактов, поставляющих неравновесные носители заряда. Действительно, в диэлектрике в неустойчивой области не только проявляется ударная ионизация, повышающая концентрацию носителей заряда, но и наблюдается активизация фотопроцессов за счет интенсивной рекомбинации электронов и дырок. Однако в отличие от настоящего пробоя ( см. § 2.3), при котором рост тока неограничен и происходит разрушение кристалла, рост тока в электронно-дырочной плазме, образующейся за счет двойной инжекции, ограничен. Во-первых, росту тока препятствует рекомбинация электронов и дырок, которой способствуют определенные дефекты кристаллической решетки - центры рекомбинации. Во-вторых, рост тока в плазме все-таки ограничивается объемными зарядами, действие которых лишь частично нейтрализуется носителями заряда противоположного знака. [51]

Электронно-дырочная плазма в полупроводнике может быть создана путем оптического возбуждения. Оценки показывают, что в полупроводнике с непрямой запрещенной зоной плазма находится в термодинамическом равновесии, поскольку время жизни возбужденных состояний измеряется микросекундами. В частности, имеется область плотностей и температур, где становится существенным взаимодействие. Таким образом, электронно-дырочная плазма может служить интересным - примером неидеальной плазмы. Эта неидеальность вызывает в оптически возбуждаемых полупроводниках некоторые явления, представляющие собой типичные многочастичные эффекты. Примерами могут служить связанные состояния электронов и дырок - экситоны, соответствующее ионизационное равновесие - - Ьчьех, фазовый переход плазмы в электронно-дырочную жидкость. По этой причине полезно изучить теоретическими методами термодинамические свойства электронно-дырочной плазмы в широкой области плотностей и температур. [52]

Помимо этого допущения в [33] рассмотрен случай, когда в процессе расширения проводящей области внешним источником поддерживается постоянная плотность тока. Это условие, по-видимому, не выполняется в реальных режимах работы тиристоров и, может быть, не реализуется вообще. Зависимость v ( I), полученная в [33], соответствует экспериментальным работам, в частности [20, 27], а значения скорости, получающиеся по формулам, несколько выше ( примерно в 3 раза), чем экспериментальные. Не учитывая электрических полей в слоях структуры, видимо, трудно хорошо описать процесс распространения включенного состояния. Необходим также и корректный учет того, что электронно-дырочная плазма распространяется не просто в полупроводнике, а в среде с четырехслойной структурой. [53]

Распределение напряженности электрического поля при работе ЛПД в TRAPATT-режиме. [54]

При больших токах через ЛПД он может работать в режиме с захваченной плазмой - TRAPATT-режиме ( сокращение от англ. На рис. 6.18 показано распределение напряженности электрического поля в р - п - - структуре при подаче напряжения, значительно большего Упроб. В первый момент после включения диода ( о) распределение электрического поля линейно. В последующий момент концентрация электронов и дырок в прилегающей к р - области части - слоя резко увеличивается за счет лавинного умножения, а напряженность электрического поля соответственно уменьшается. Движение фронта волны ионизации происходит быстрее, чем движение электронов в электрическом поле, поэтому вся - область заполняется электронно-дырочной плазмой быстрее, чем она из нее выносится. Напряжение на диоде резко уменьшается, что приводит к задержке экстракции носителей из области объемного заряда. [55]

Страницы: 1 2 3 4