Разогрев - носитель
Cтраница 2
Основной эффект, в к-ром проявляется разогрев носителей заряда в полупроводниках с ростом электрич. [16]
Практически используют полупроводниковый образец с точечным невьгпрямляющим контактом. При помещении его в сильное электрическое поле ( несколько киловольт на сантиметр) происходит неоднородный разогрев носителей в области контакта, и на потенциальном барьере перехода металл-полупроводник образуется термо - ЭДС горячих носителей. [17]
Датчики для измерения импульсной мощности, основанные на эффекте изменения проводимости полупроводника в электромагнитном поле, обладают очень хорошими свойствами. Расчеты показывают, что погрешность датчика не зависит от частоты до 1010 Гц из-за безынерционности разогрева носителей тока в полупроводниковом материале. Градуировка датчиков принципиально возможна по видеоимпульсному сигналу, что значительно уменьшает погрешность калибровки датчика по сравнению с погрешностью калибровки по СВЧ мощности, так как в последнем случае погрешность увеличивается при пересчете средней мощности в импульсную. [18]
По виду нагрузки, в которой рассеивается тепло, различают калориметрические, термоэлектрические, болометрические или тер-мисторные ваттметры. Менее употребительны методы измерения мощности, использующие пондеромоторное действие электромагнитного поля, эффект Холла, нелинейные свойства ферритов и разогрев носителей в электрическом поле. На частотах менее 10 ГГц применяют и метод вольтметра, который заключается в измерении напряжения на согласованной с линией передачи нагрузке. [19]
 |
Туннели-рование электронов из валентной зоны в зону проводимости при сильном электрическом поле в полупроводнике. [20] |
В сильных электрических полях скорость дрейфа носителей заряда соизмерима с тепловой скоростью; носители заряда на длине свободного пробега приобретают в электрическом поле энергии, соответствующие кинетическим энергиям теплового хаотического движения. При этом распределение носителей заряда по энергетическим уровням соответствует большим температурам, чем температура кристаллической решетки, которая остается практически неизменной. Это явление называют иногда разогревом носителей. На подвижность носителей явление разогрева может влиять по-разному. [21]
 |
Эффект Холла. [22] |
Из физики известно, что под воздействием электрического поля в полупроводнике увеличивается средняя хаотическая скорость свободных носителей заряда ( электронов или дырок), что эквивалентно повышению их температуры относительно температуры кристаллической решетки материала. Это явление в теории полупроводников называется разогревом носителей зарядов. [23]
В таких детекторах используется неоднородный разогрев электронного газа вблизи точечного контакта, который представляет собой п-п - или р-р - ( I - / i) - переход. Вследствие концентрации СВЧ мощности вблизи контакта малой площади происходит разогрев носителей заряда, в то время как у другого контакта - большой площади, он остается в равновесии с кристаллической решеткой. Возникающая термо - ЭДС горячих носителей не зависит от направления протекания тока через контакт, а постоянная составляющая этой термо - ЭДС может служить мерой поглощенной СВЧ мощности. [24]
Волны объемного заряда и пространственной перезарядки при наличии отрицательной дифференциальной проводимости могут оказаться нарастающими. Если 4nod / e 1 / t, то нарастают волны объемного заряда и возникает ганновский домен, движущийся со скоростью дрейфа носителей; если же 4nod / e 1 / т, то нарастают волны перезарядки и образуется медленный домен. Плазма может оказаться неустойчивой при нарастании волн перезарядки и в отсутствие ОДП из-за разогрева носителей. [25]
Для усиления эффекта неоднородному разогреву следует подвергать полупроводник, концентрация носителей в котором пространственно неоднородна. Если разогрев осуществляется полем СВЧ, то по значению ЭДС можно судить о проходящей мощности СВЧ. Поскольку интервал установления температуры носителей зарядов на несколько порядков меньше времени установления температуры кристаллической решетки, ваттметры на основе разогрева носителей зарядов позволяют непосредственно измерять импульсную мощность при длительностях импульсов до 0 1 мкс. [26]
Несферичность изоэнергетических поверхностей существенно изменяет условия разогрева носителей тока в кристалле. В слабом Е электропроводность а я - Qe из-за кубической симметрии кристалла изотропна. Наложение сильного Е приводит к снижению симметрии кристалла. Если приложенное Е не слишком деформирует /, тогда тензор а каждого из эллипсоидов будет сохранять свой вид, но возникнет зависимость компонент а и о от п, если вектор Е ориентирован так, что разогрев носителей тока в разных долинах будет различным. [27]
Полупроводниковые образцы представляют собой брусочки, длина которых равна высоте прямоугольного волновода. Образец помещается в вол ново дный тракт в область максимального электрического поля через отверстие в середине широкой стенки волновода. Экспериментальная проверка показывает, что изменение проводимости в наибольшей степени проявляется в кремнии с электронной проводимостью и в германии с электронной и дырочной проводимостями. У германия с электронной проводимостью при напряженности поля 5 кВ / см подвижность электронов изменяется в 4 раза. Для разогрева носителей тока электромагнитным полем высокой частоты требуются мощности, в миллионы раз меньшие мощностей для нагрева до такой же температуры атомов кристаллической решетки. [28]
Страницы: 1 2