Электронов практически

При низких температурах объемная проводимость твердых диэлектриков может целиком определяться примесями и дефектами структуры. При повышенных температурах, ток утечки может определяться переносом ионов основного вещества диэлектрика. Для облегчения понимания особенностей ионной электропроводности твердых диэлектриков рассмотрим явления, наблюдающиеся при прохождении постоянного тока через кристалл каменной соли, который взят как самый простой и наглядный пример. Ионный характер электропроводности в данном случае предопределяется соотношениями энергий активации ионов и электронов: потенциал активации ионов натрия равен 0,85 В, ионов хлора 2,55 В, а электронов 6 В (при комнатных температурах). Заметная электронная электропроводность в каменной соли может быть обусловлена наличием некоторых примесей и действием ионизирующих излучений, приводящих к отрыву электронов от ионов. В обычных условиях при комнатной температуре подвижность наиболее слабозакрепленных в решетке ионов натрия еще настолько мала, что срыва их электрическим полем из узлов решетки при нормальной ее структуре не происходит. Наблюдающаяся при этом очень малая проводимость носит примесный характер.

Если f/H = 0 и эмиссии нет, то диод можно рассматривать как плоский конденсатор, разность потенциалов на пластинах которого равна С/а. Распределение потенциала в междуэлектродном пространстве для этого случая соответствует прямой 1 ( 2-2), соединяющей точки, соответстующие потенциалу катода С/к = 0 и анода Ua. При повышении напряжения накала электроны, покидающие катод, создают в междуэлектродном пространстве объемный отрицательный заряд, который изменяет распределение потенциала (кривая 2 на 2-2). Вследствие отрицательного заряда электронов потенциал в пространстве между катодом и анодом несколько снижается, но все же во всех точках остается положительным. Вектор напряженности электрического поля в любой точке кривой 2 направлен от анода к катоду, поэтому в ускоряющем поле все электроны, покинувшие катод, устремляются на анод. Ток анода равен току эмиссии. Этот режим называется режимом насыщения. •'

вторичных электронов возвращается на положительно заряженный экран и понижает его потенциал. Устанавливается некоторое динамическое равновесие при потенциале экрана, примерно равном потенциалу анода, когда число уходящих с экрана вторичных электронов равно числу первичных электронов луча.

При С/аг > Е/32 коэффициент вторичной эмиссии меньше единицы и,_ следовательно, число уходящих с экрана электронов меньше чисЛа первичных электронов. Накопление отрицательного заряда снижает потенциал экрана до значения U'a2, при котором а = 1. Таким образом, потенциал U"a2 соответствует динамическому равновесию, когда число уходящих с экрана электронов равно числу первичных электронов. Потенциал U"AZ называют вторым критическим или предельным потенциалом экрана.

В отсутствие сигнала, когда луч прочерчивает по экрану линию (развертка луча), с поверхности мишени под действием электронов луча возникает вторичная эмиссия и потенциал мишени приобретает равновесное значение, близкое к потенциалу коллектора.

резисторе R возрастает и потенциал сетки становится отрицательным относительно мишени. На коллектор, следовательно, уйдет меньшее число вторичных электронов, потенциал элемента мишени, на котором находится луч, снижается, и он заряжается до напряжения иС1. После того как луч покинет рассматриваемый элемент, его потенциал продолжает следовать за напряжением входного сигнала, но уже около нового равновесного потенциала аС1.

При отсутствии входных сигналов электронный луч 6 под действием напряжения развертки последовательно перемещается с одного элемента мишени на другой. Попадая на элемент мишени, луч выбивает из него вторичные электроны, причем коэффициент вторичной эмиссии а обычно получается больше единицы. Вторичные электроны 4 устремляются к коллектору, снижая его потенциал. В то же время потенциал поверхности мишени, обращенной к прожектору, повышается ил-за потери некоторого количества вторичных электронов. Обычно при отсутствии входного сигнала потенциал мишени приобретает некоторое равновесное значение, близкое к потенциалу коллектора. Потенциал противолежащей поверхности мишени равен потенциалу сигнального электрода.

Сигнальный электрод, толща диэлектрика и поверхность мишени могут рассматриваться как своеобразный конденсатор. Поэтому при подаче входных сигналов нз сигнальный электрод, являющийся одной из обкладок этого конденсатора, потенциал поверхности мишени начнет изменяться во времени, следуя за напряжением сигнала. Пусть, например, на сигнальный электрод подается импульс положительной полярности. При этом потенциал сетки становится отрицательным относительно мишени. На коллектор, следовательно, уйдет меньшее число вторичных электронов, потенциал элемента мишени, на котором находится луч, снижается, и он приобретает некоторый заряд, пропорциональный емкости элемента и разности потенциалов на поверхностях диэлектрика.

Если f/H = 0 и эмиссии нет, то диод можно рассматривать как плоский конденсатор, разность потенциалов на пластинах которого равна С/а. Распределение потенциала в междуэлектродном пространстве для этого случая соответствует прямой 1 ( 2-2), соединяющей точки, соответстующие потенциалу катода С/к = 0 и анода Ua. При повышении напряжения накала электроны, покидающие катод, создают в междуэлектродном пространстве объемный отрицательный заряд, который изменяет распределение потенциала (кривая 2 на 2-2). Вследствие отрицательного заряда электронов потенциал в пространстве между катодом и анодом несколько снижается, но все же во всех точках остается положительным. Вектор напряженности электрического поля в любой точке кривой 2 направлен от анода к катоду, поэтому в ускоряющем поле все электроны, покинувшие катод, устремляются на анод. Ток анода равен току эмиссии. Этот режим называется режимом насыщения. •'

вторичных электронов возвращается на положительно заряженный экран и понижает его потенциал. Устанавливается некоторое динамическое равновесие при потенциале экрана, примерно равном потенциалу анода, когда число уходящих с экрана вторичных электронов равно числу первичных электронов луча.

При С/аг > Е/32 коэффициент вторичной эмиссии меньше единицы и,_ следовательно, число уходящих с экрана электронов меньше чисЛа первичных электронов. Накопление отрицательного заряда снижает потенциал экрана до значения U'a2, при котором а = 1. Таким образом, потенциал U"a2 соответствует динамическому равновесию, когда число уходящих с экрана электронов равно числу первичных электронов. Потенциал U"AZ называют вторым критическим или предельным потенциалом экрана.

Электронными называют приборы, в которых ток представляет собой движение электронов практически в вакууме (10~5-10~4 Па), причем их движение происходит без столкновений с молекулами газа (приуказанных разрежениях 108-109 молекул в 1 см3).

Электропроводность электронных полупроводников определяется свободными электронами, которые здесь являются основными носителями заряда. Дырок здесь очень мало, они образуются за счет термогенерации подобно собственным носителям в беспримесном .полупроводнике. В результате оказывается, что количество свободных электронов практически равно количеству ионизированных доноров.

Электронными называют приборы, в которых ток представляет собой движение электронов практически в вакууме (10~5-10~4 Па), причем их движение происходит без столкновений с молекулами газа (приуказанных разрежениях 10е-109 молекул в 1 см3).

Электронными называют приборы, в которых ток представляет собой движение электронов практически в вакууме (10~5-10~4 Па), причем их движение происходит без столкновений с молекулами газа (приуказанных разрежениях 108-109 молекул в 1 см3).

При прямом смещении эмиттерного перехода поток инжектированных в базу электронов практически без потерь

При дальнейшем увеличении температуры концентрация свободных электронов практически не увеличивается (участок кривой между точками 2 и 3), так как все примеси уже ионизированы, а вероятность ионизации собственных атомов полупроводника еще ничтожно мала. Участок кривой, соответствующий постоянной концентрации носителей заряда, называют участком истощения примесей. Первые два участка кривой (/—2 и 2—3) соответствуют примесной электропроводности полупроводника.

В генераторах Ганна, имеющих толщину кристалла с высоким удельным сопротивлением более 200 мкм и работающих в пролетном режиме, колебания получаются, как правило, некогерентными. Это вызвано наличием в каждом из кристаллов нескольких дефектов, на которых могут зарождаться домены. Путь, пробегаемый доменом от места его зарождения до анода, определяет период колебаний. Поэтому если домены зарождаются на различных неоднородностях кристалла, т. е. на различных расстояниях от анода, то колебания будут иметь шумовой характер. Применение приборов с междолинным переходом электронов практически оправдано в диапазоне частот более 1 ГГц, что соответствует толщине высокоомного полупроводника /^ 100 мкм.

Найдем связь между электронным током эмиттера /эп и зарядом электронов в базе для нормального активного режима. Учтя, что в этом режиме концентрация электронов практически линейно зависит от координаты (2.17), можно записать

Рассмотрим качественно вид ВАХ туннельной структуры. Так как туннелирование электронов может идти лишь на свободные уровни, то в отсутствие внешнего смещения участвовать в переходах будет лишь незначительная часть электронов, энергия которых близка к фермиевской. Эти электроны образуют встречные потоки равной величины. При приложении к структуре внешнего смещения V возможность туннелирования получает группа электронов отри* дательного электрода с энергиями от [л — qV до ц ( 10.6, б). При малых смещениях число таких электронов пропорционально смещению V. Так как прозрачность барьера для всех этих электронов практически одинаковая, то туннельный ток должен быть также прямо пропорционален смещению: / ~ V. При больших смещениях средняя высота и толщина потенциального барьера для туннелиру-

Опыт показывает, что в металлах концентрация электронов практически не зависит от температуры. Даже при самых низких температурах в металлах уже имеется большое количество подвижных электронов.

т. е. при uz