Cтраница 2
Электроны, эмитируемые с катода К, ускоряются пост. С, и попадают в зазор резонатора Р, где под действием ВЧ-напряжения приобретают модуляцию по скорости. Дальнейшее движение электронов в дрейфовом пространстве, простирающемся до отражателя О, на к-рый подается отрицательный относительно катода потенциал и, происходит в пост, тормозящем поле. При уменьшении скорости электронов до 0 они начинают двигаться обратно в сторону резонатора, группируясь в сгустки. [16]
Другое объяснение этому явлению можно дать с использованием представлений о слоях объемных зарядов, которые быстро перемещаются в области п-р-перехода благодаря тому, что электроны переходят из одной половины кристалла в другую. После этого объемный заряд служит барьером для дальнейшего движения электронов. [17]
Вследствие этого электроны будут все время опережать дырки при движении области избыточной концентрации по образцу и создавать внутреннее электрическое поле, тормозящее дальнейшее движение электронов и ускоряющее отстающие дырки. Тогда к двум уравнениям непрерывности для электронов и дырок следует присоединить уравнение Пуассона, связывающее электрическое поле и объемный заряд в полупроводнике. [18]
Казалось бы, что электроны, обладая более высокой подвижностью, чем положительные ионы, будут покидать дуговой столб в значительно большем количестве, чем ионы, и что этой скоростью диффузии электронов и будет определяться деионизация. В конечном итоге диффузия ионов определяется подвижностью положительных ионов, так как если двигались бы только электроны ( или в преобладающем числе), то вскоре на периферии дугового столба образовался бы отрицательный пространственный заряд, который затормозил бы дальнейшее движение электронов в радиальном направлении и диффузия электронов прекратилась бы. Компенсация отрицательного заряда может происходить при движении в радиальном направлении положительных ионов в таком же количестве, как и электронов. [19]
Сгустки образуются при переходе напряжения г от тормозящей полуволны гт и ускоряющей игу. При обратном переходе появляются разряжения плотности электронов. Плотность электронного сгустка достигает максимума на вполне определенном расстоянии / х от группирователя. При дальнейшем движении электронов плотность сгустка уменьшается. Сгусток электронов представляет собой импульс конвекционного тока, который на расстоянии / х от сеток входного резонатора оказывается наиболее острым. При дальнейшем движении электронов ( / / J форма импульса меняется: он размывается, появляется провал в его вершине, и длительность его увеличивается. [20]
Отличие СВЧ приборов, помимо особенностей колебательных систем и методов их сопряжения с прибором, заключается в управлении электронным потоком в приборе. Если в обычных электронных лампах управление электронным потоком статическое, где с изменением переменного напряжения на сетке меняется плотность электронного потока, то в СВЧ приборах электронный поток управляется динамически. Электрическое поле, образуемое сверхвысо-кочастотными колебаниями, используется здесь для изменения скорости электронного потока, а не его плотности. И лишь со временем, в процессе дальнейшего движения электронов, в результате разности их скоростей в электронном потоке образуются сгущения и разрежения. Таким образом, время пролета электронов от катода к электроду, собирающему отработанные электроны, используется для формирования электронного потока переменной плотности, а также для передачи энергии от электронов высокочастотному электрическому полю. [21]
Для получения эффективного взаимодействия электронного потока с волной требуется примерное равенство фазовой скорости волны и скорости электронов. Электроны при входе в спираль, в зависимости от фазы сверхвысокочастотного электрического поля, тормозятся или ускоряются этим полем. В результате разности скоростей электронов происходит их группирование в сгустки. При правильно выбранных скоростях движения электронов и волны сгустки образуются в той части бегущей волны, где электроны претерпевают торможение. Таким образом, при дальнейшем движении электронов они постепенно тормозятся, передавая кинетическую энергию волне, амплитуда которой непрерывно увеличивается. [22]
При легировании полупроводника донорными и акцепторными примесями образуются области с электронной и дырочной проводимостью. Например, при введении в кристалл фосфида галлия примеси серы, замещающей фосфор, образуются донорные уровни, поскольку у серы на один валентный электрон больше, чем у фосфора. Когда вводится примесь цинка, замещающего галлий, то образуется акцепторный уровень, так как у цинка на один валентный электрон меньше, чем у галлия. Стремление носителей тока к равномерному распределению по кристаллу приводит к тому, что часть электронов переходит на ближайшие акцепторы; это обедняет электронами n - область и дырками р-область. Эти заряды создают поле, препятствующее дальнейшему движению электронов из и - в р-область. Собственно р - re - переход находится в том месте обедненного слоя, где уровень Ферми пересекает середину запрещенной зоны. [23]
Сгустки образуются при переходе напряжения г от тормозящей полуволны гт и ускоряющей игу. При обратном переходе появляются разряжения плотности электронов. Плотность электронного сгустка достигает максимума на вполне определенном расстоянии / х от группирователя. При дальнейшем движении электронов плотность сгустка уменьшается. Сгусток электронов представляет собой импульс конвекционного тока, который на расстоянии / х от сеток входного резонатора оказывается наиболее острым. При дальнейшем движении электронов ( / / J форма импульса меняется: он размывается, появляется провал в его вершине, и длительность его увеличивается. [24]