Cтраница 5
Государственный первичный эталон вольта ( регламентирован ГОСТ 8.027 - 81) состоит из меры напряжения на основе эффекта Джозефсона ( возникновение напряжения между двумя разделенными тонким слоем диэлектрика сверхпроводниками, помещенными в высокочастотное электромагнитное поле), группы нормальных элементов и компараторов для сличения нормальных элементов между собой и с мерой напряжения. В состав вспомогательного оборудования входит комплект, состоящий из компьютера и устройств контроля температуры нормальных элементов, автоматической регистрации результатов измерений и контроля вольт-амперных характеристик переходов Джозефсона. Таким образом, эталон базируется на стабильном эффекте Джозефсона и воспроизводит вольт абсолютным методом. Нормальные элементы, помещенные в термостат, обеспечивают хранение этой единицы. [61]
Эффект накопления можно также уменьшить, выб ирая геометрию прибора так, чтобы объем германия, в котором накапливаются неосновные носители тока, был невелик. Однако этот путь не всегда практичен, так как если электроды не являются абсолютно омическими, то через них могут инъектиро-ваться неосновные носители заряда и вольт-амперная характеристика р-п перехода резко ухудшится. Требования, предъявляемые к омическим контактам, будут подробнее пояснены в гл. [62]
Как известно, с ростом температуры увеличивается число пар электрон - дырка, генерируемых по обе стороны от коллекторного перехода. Появляющиеся в результате носители увеличивают проводимость и тем самым способствуют дальнейшему росту рассеиваемой мощности и температуры в переходе. В результате процесс нарастания тока приобретает лавинообразный характер и на семействе коллекторных характеристик появляется резкий излом, после которого напряжение практически остается постоянным, а ток коллектора неограниченно возрастает. Иногда в этом режиме на обратной ветви вольт-амперной характеристики перехода можно наблюдать подающий участок, соответствующий отрицатель-ному сопротивлению. [63]
Из сказанного понятно, что основные носители в объеме полупроводника и в инверсионном слое на поверхности имеют противоположный знак. Так, в разобранном выше примере основными носителями в объеме кристалла являются дырки, а основными носителями на поверхности - свободные электроны. Отсюда следует, что потенциальный барьер в слое пространственного заряда полупроводника соответствует образованию р-п перехода. Поскольку термодинамическая концентрация носителей заряда на контактной поверхности полупроводника близка к единице, то потенциальный барьер между этой поверхностью и металлом практически отсутствует. Поэтому в рассмотренном случае, так же как и в предыдущем, на границе раздела образуется потенциальный барьер простейшей формы. Вольт-амперная характеристика этого барьера совпадает с вольт-амперной характеристикой р-п перехода. Из диаграммы видно, что равновесная высота потенциального барьера, расположенного в слое пространственного заряда полупроводника, равна расстоянию между уровнем электрохимического потенциала 3 и уровнем наиболее удаленной от него зоны ( проводимости или валентной) в объеме полупроводника. [64]