Электроны диффундируют

Свободные электроны, эмиттируемые фотокатодами, собираются коллектором 3, на который подается положительное по отношению к сигнальной пластине 5 напряжение. Коллектором служит проводящий слой, нанесенный на внутренние стенки иконоскопа.

Фокусировка электронного пучка может осуществляться как электрическим, так и магнитным полем, а электронные линзы соответственно могут быть электростатическими и магнитными. Первая линза прожектора, кроме фокусировки, должна ускорять электроны, эмиттируемые катодом, т. е. должна быть обязательно электростатической. Вторая линза прожектора может быть и электростатической, и магнитной.

Начало развитию дугового разряда кладут электроны, эмиттируемые накаленным катодом. Ускоряясь по выходе из катода анодным положительным полем, электроны ионизируют на своем пути атомы либо молекулы газа или пара, создавая при этом положительные ионы и вторичные электроны.

Причин, вызывающих сдвиг сеточной характеристики относительно начала координат, несколько, но прежде всего следует отметить те, которые уже рассматривались в § 2-3 при обсуждении реальных характеристик диода. Значительную роль в образовании сеточного тока при U0 <0 играют наиболее быстрые электроны, эмиттируемые катодом. Их начальная энергия может быть доста-

Электроны, эмиттируемые фотоэлектронным катодом при облучении его световым потоком, устремляются под воздействием электрического поля к первому диноду. На его поверхность наносится кислородно-цвзиевое, медно-серноцеаиевое или другое сложное покрытие, обеспечивающее коэффициент вторичной эмиссии а > 1 (обычно ст = 6 -f- 8).

При наличии разности потенциалов между катодом и анодом в пространстве между ними создается электрическое поле. Если потенциал анода выше /потенциала катода, то электроны, эмиттируемые катодом в вакуумный промежуток, под действием электрического поля движутся к аноду, создавая электрический ток через вакуумный промежуток. При этом убыль уходящих на анод электронов непрерывно восполняется за счет электронной эмиссии катода. При отрицательном относительно катода потенциале анода электрическое -поле возвращает эм-миттируемые катодом электроны на катод, и ток через вакуумный промежуток не протекает.

При распределении потенциала, соответствующего кривой 3, между анодом и катодом образуется минимум потенциала, который делит все пространство на два участка: 1) от катода до минимума потенциалам 2) от минимума потенциала до анода. Электроны, эмиттируемые катодом, попадают на первом участке в тормозящее

Ионизационный манометр ( 2.25 и 2.33) представляет собой стеклянный 'баллон, один конец которого включен в откачиваемую систему. Проволочный катод / окружен редкой сеткой 2, которую в свою очередь окружает коллектор 3. Коллектор 3 находится под напряжением — ЗОВ, сетка — под напряжением +180 В. Электроны, эмиттируемые катодом /, устремляются к сетке 2. Сталкиваясь с молекулами газа, электроны ионизируют их. Определенное число ионов перемещается к 'коллектору 3. Этот ионный ток и является характеристикой плотности газа:

Для отечественных напылительных установок разработаны электронно-лучевые испарители типа ИЭЛ ( 14), предназначенные для одновременного испарения двух материалов. Принцип их действия состоит в следующем. Электроны, эмиттируемые катодом И, вытягиваются электростатическим полем анода 4, проникающим через щелевые диафрагмы 3 и формируются в виде двух параллельных пучков 6. Последние отклоняются на 180° и фокусируются магнитным полем, возникающим между магнито-проводами 5, в пятна на материалах, помещенных в тиглях 9. Экран 8 защищает разнородные материалы от взаимного запыле-ния. Установка производит одновременно или поочередно напыление двух разных металлов, полупроводников, диэлектриков. (; По сравнению с другими электронно-лучевые нагреватели имеют ряд преимуществ. Фокусируя электронный луч в небольшое пятно, можно получить высокую концентрацию энергии облучения (до 5-Ю12 Вт/м2) для испарения практически любого материала. Регулирование потоком электронов с точ-

Причин, вызывающих сдвиг сеточной характеристики относительно начала координат, несколько, но прежде всего следует отметить те, которые уже рассматривались в § 2-3 при обсуждении реальных характеристик диода. Значительную роль в образовании сеточного тока при U0 <0 играют наиболее быстрые электроны, эмиттируемые катодом. Их начальная энергия может быть доста-

Электроны, эмиттируемые фотоэлектронным катодом при облучении его световым потоком, устремляются под воздействием электрического поля к первому диноду. На его поверхность наносится кислородно-цвзиевое, медно-серноцеаиевое или другое сложное покрытие, обеспечивающее коэффициент вторичной эмиссии а > 1 (обычно ст = 6 -f- 8).

В схемах, в которых транзистор применяется для усиления сигналов, основным является его активный режим работы. При подключении положительного полюса источника постоянной ЭДС Е^ =~^ЭБ к ^азе потенциальный барьер р-п перехода (п-р-п транзистор на 10.14) между базой и эмиттером понижается. Свободные электроны диффундируют (инжектируются) из эмиттера в базу, образуя ток /э в цепи эмиттеоа. ЕСЛИ между коллектором и базой включен источник постоянной ЭДС Е„ = t/Kg отрицательным полюсом к базе, то увеличивается потенциальный барьер р-п перехода между базой и коллектором, Большая часть электронов, инжектированных из эмиттера в базу, втягивается сильным электрическим полем с напряженностью &КБ этого р-п перехода, образуя ток /к в цепи коллектора. Заметим, что электрическое поле в переходе коллектор— база существует и при разомкнутой ветви с источником ЭДС ЕК (см. 10.4). Поэтому ток коллектора от значения напряжения (/КБ > 0 зависит мало. Незначительная часть свободных электронов, инжектированных из эмиттера в базу, образует ток /Б в цепи базы.

В схемах, в которых транзистор применяется для усиления сигналов, основным является его активный режим работы. При подключении положительного полюса источника постоянной ЭДС ЕЭ =~^ЭБ к ^азе потенциальный барьер р-п перехода (п-р-п транзистор на 10.14) между базой и эмиттером понижается. Свободные электроны диффундируют (инжектируются) из эмиттера в базу, образуя ток /э в цепи эмиттеоа. Если между коллектором и базой включен источник постоянной ЭДС ЕК = 1/КБ отрицательным полюсом к базе, то увеличивается потенциальный барьер р-п перехода между базой и коллектором. Большая часть электронов, инжектированных из эмиттера в базу, втягивается сильным электрическим полем с напряженностью ?КБ этого р-п перехода, образуя ток /к в цепи коллектора. Заметим, что электрическое поле в переходе коллектор—база существует и при разомкнутой ветви с источником ЭДС ЕК (см. 10.4). Поэтому ток коллектора от значения напряжения ?/КБ > 0 зависит мало. Незначительная часть свободных электронов, инжектированных из эмиттера в базу, образует ток /Б в цепи базы.

Строгой теории термоэлектрических явлений на сегодняшний день не существует. Возникновение термо-э. д. с. объясняется суммарным действием двух термоэлектрических эффектов: явления Томсона и явления Зеебека. Явление Томсона заключается в установлении на концах однородного проводника, имеющего температурный градиент, некоторой разности потенциалов вследствие того, что электроны диффундируют от горячего конца проводника к холодному. Возникающая термо-э. д. с., называемая термо-э. д. с. Томсона, определяется выражением

В двух прижатых друг к другу кристаллах разного типа электроны диффундируют слева направо, а дырки — справа налево. Как расположены кристаллы? Слева — «-типа, справа — р-типа 219

сителей заряда из области с повышенной в область с пониженной концентрацией носителей. При этом основные носители в р-области — дырки — диффундируют в п-слой, а основные носители л-слоя — электроны — диффундируют в р-слой. Диффузионный ток через переход /ДИф = =/ДИФР + /ДИФП«/ДИФР, так как в рассматриваемом примере рр»п„.

Остановимся на процессе диффузии электронов и дырок в полупроводниках, т. е. на диффузии заряженных частиц (или квазичастиц). Так как всякое направленное движение одноименно заряженных частиц есть электрический ток, то плотность электронной составляющей диффузионного тока может быть получена путем умножения правой части (1.25) на элементарный заряд электрона. Электроны диффундируют против вектора градиента концентрации и имеют отрицательный заряд. Поэтому направление вектора плотности диффузионного тока электронов должно совпадать с направлением вектора градиента концентрации электронов, т. е.

В результате разности концентраций возникает диффузионное движение частиц: дырки движутся из р-области в и-область, а электроны диффундируют в обратном направлении. Следует особо подчеркнуть, что это движение не связано с взаимным отталкиванием одноименно заряженных частиц или же взаимным притяжением электронов и дырок. Причиной диффузионного движения частиц является только различие их концентраций по обе стороны от границы.

В результате дырки диффундируют от границы перехода в глубь и-области, постепенно рекомбипируя с электронами, а электроны диффундируют в р-области, постепенно рекомбинируя с дырками. У внешних границ полупроводниковых областей концентрации неосновных носителей Соответствуют равновесным значениям пр0 и рр0.

Диоды с накоплением заряда. В некоторых случаях использования импульсных диодов, например в схемах формирователей прямоугольных импульсов с крутыми фронтами, важную роль играет отношение tB2/tB1, которое должно бымГкак можно меньше. Такой переходный процесс наблюдается у диодов, база которых легирована по длине неравномерно. В этих диодах, получивших наименование диодов с накоплением заряда (ДНЗ), концентрация примесей в базе монотонно увеличивается по мере удаления от перехода. Неравномерной оказывается поэтому и концентрация основных подвижных носителей. В базе из и-полупроводника электроны диффундируют к переходу и обнажают вдали от перехода положительные ионы примеси. Таким образом, в базе формируется электрическое поле, вектор напряженности которого направлен к переходу. Под воздействием этого поля дырки, инжектированные в базу, дрейфуют обратно к переходу, «прижимаются» к границе запирающего слоя, где образуется объемный заряд дырок повышенной плотности. При переключении напряжения с прямого на обратное эти дырки втягиваются полем перехода за достаточно малое время. Вследствие этого явления время tB2 в таких диодах значительно меньше, чем в диодах с однородной базой.

инжекцию электронов переходом ПЗ. Инжектированные электроны диффундируют к П2 и собираются им в количестве зависящем от избыточного заряда в базе л2. Электроны,' собранные П2, переходят внутрь л, и заставляют П1 инжектировать дырки для соблюдения закона нейтральности базы; аналогично ведут себя дырки, собираемые П2, и т. д. Описанный механизм—это процесс включения тиристора под действием внутренней ПОС (см. §3.1.1), возбуждаемый скачком анодного напряжения. При этом в базы поступают импульсы емкостного тока

В результате разности концентраций возникает диффузионное движение частиц: дырки движутся из р-области в и-область, а электроны диффундируют в обратном направлении. Следует особо подчеркнуть, что это движение не связано с взаимным отталкиванием одноименно заряженных частиц или же взаимным притяжением электронов и дырок. Причиной диффузионного движения частиц является только различие их концентраций по обе стороны от границы.