Коэффициента поглощения

Свойства усилителя с ОС зависят от параметра F, расчет которого сводится к нахождению возвратного отношения (коэффициента петлевого усиления). Он определяется при разомкнутой петле.

При определении коэффициента петлевого усиления разрывается петля ОС в определенном месте и к одним выводам разомкнутой цепи ОС подводится исследуемое напряжение, а на других измеряется полученное напряжение. При этом на выходных выводах петли ОС необходимо обеспечить такое сопротивление нагрузки, какое

Как видно из 3.9, усилитель и цепь обратной связи образуют замкнутое кольцо, которое принято называть петлей обратной связи. Петля обратной связи может находиться в двух состояниях— замкнутом и разомкнутом. Количественной оценкой обратной связи является коэффициент усиления вдоль разомкнутой петли обратной связи (усиление замкнутой петли не имеет физического смысла), которое назовем коэффициентом петлевого усиления. Для аналитического определения или измерения коэффициента петлевого усиления петля разрывается в произвольном месте; за входные зажимы образовавшегося четырехполюсника выбираются такие, чтобы сохранилось нормальное направление пе-

редачи сигнала ( 3.9 и 3.10), к ним подключается испытательный генератор, а к двум другим — вольтметр и для большей точности определения коэффициента петлевого усиления — нагрузка,

Равенство (3.33) является приближенным, так как при его выводе были приняты равными нулю параметры У^, YBU, Кв21 и YBZZ- В некоторых случаях представляет интерес выражение коэффициента петлевого усиления через все параметры усилителя и цепи обратной связи.

, 3.11. Эквивалентные схемы, используемые для уточненного нахождения коэффициента петлевого усиления

Коэффициент петлевого усиления устройства с обратной связью (внутренней и внешней) находится подобным же образом, только параметры Ун, Yiz,... в 'соответствии с ф-лой (3.24) заменяются на Уц + Увн, У»2+Ув12,... . Выражение для полного коэффициента петлевого усиления отображает взаимодействие внутренней и внешней обратных связей и при необходимости позволяет найти условие нейтрализации внутренней связи с помощью соответствующим образом подобранной внешней связи.

при этом нет ограничения на величину коэффициента петлевого усиления, когда фг=180°.

Так как Лг=Лае1('>1=/Сг(С08фг + 13тфг) и J/7)^!—/C;, то модуль глубины обратной связи оказывается больше единицы при соблюдении неравенства /G>2cos
Более общий характер носят условия устойчивости, сформулированные в критерии Найквиста ![2, с. 463], согласно которому усилительное устройство с обратной связью устойчиво, если годограф вектора коэффициента петлевого усиления не охватывает точку с координатами 1,0 ( 7.2) в полном диапазоне значений частоты (от О до оо). Коэффициент усиления усилителя переменного тока при f=0 равен нулю и фазовый сдвиг составляет наибольшую положительную величину; при повышении частоты коэффициент усиления возрастает, а фазовый угол уменьшается; в области верхних частот Рис- 7.1. Характер собственных

Для обеспечения устойчивости с запасом, необходимость которого обусловлена .разбросом и непостоянством параметров транзисторов, ламп и ^С-элементов цепей, частотно-фазой а я характеристика коэффициента петлевого усиления Ki, рассчитанная при номинальных (средних) величинах указанных данных, должна проходить на 'известном расстоянии от критической точки 1,0. Коэффициент петлевого усиления характеризуется модулем и фазой, причем оба этих показателя зависят от параметров усилительных и схемных элементов, включая Zi и Z2 ( 3.7). Поэтому, как было предложено Б оде (38, с. 192], целесообразно ввести запас устойчивости по модулю m я по фазе 9. Необходимость введения запаса устойчивости по модулю вполне очевидна; важность введения запаса устойчивости по фазе объясняется тем, что фазовый угол между выходным и входным напряжениями зависит от соотношения

Выражение (4.13) описывает спектральную зависимость фотопроводимости полупроводникового материала, так как коэффициент поглощения а зависит от длины волны света. В области собственного поглощения, где поглощение фотона сопровождается генерацией свободных электрона и дырки, коэффициент а=103-;-Ч-106 см"1. Кроме коэффициента поглощения еще две величины зависят от длины волны: коэффициент квантового ныхода р и коэффициент отражения R. При энергиях фотонов, меньших ширины за-

Если допустить, что в (4.5) коэффициент квантового выхода и коэффициент отражения не зависят от длины волны, а поток фотонов Jo/(hv) постоянен в некотором спектральном диапазоне, то избыточная концентрация носителей заряда, а следовательно, и фотопроводимость линейно зависят от значения «г1. По мере увеличения коэффициента поглощения АР асимптотически стремится к постоянному значению, не зависящему от а, но зависящему от скорости поверхностной рекомбинации (и тем меньшему, чем больше s). При а-»-оо

В длинноволновой области за краем собственного поглощения фотопроводимость резко падает за счет уменьшения коэффициента поглощения. Таким образом, при промежуточных значениях а, соответствующих краю поглощения, фотопроводимость достигает максимального значения. Спектральные зависимости фотопроводимости образца, качественно отражающие описанные особенности, представлены на 4.2.

4.8. Зависимость интенсивности фотолюминесценции /л от обратного коэффициента поглощения а~'

/о, R и Dn известны, то по совпадению теоретической зависимости с экспериментальной можно определить параметры r\, s и Ln. При этом необходимо также знать зависимость коэффициента поглощения от длины волны для образца с соответствующим уровнем легирования.

С длинноволновой стороны спектральный диапазон возбуждающего излучения, в пределах которого возможно лроводить измерения, ограничен спектральным диапазоном фотолюминесценции. Этому условию соответствует минимальное значение коэффициента поглощения amtn возбуждающего излучения. Изменение интенсивности фотолюминесценции при увеличении «-' тем больше, чем меньше диффузионная длина при Ln>'a~l. Следовательно, максимальное значение диффузионной длины, которое может быть измерено, определяется ашш , и тем больше, чем больие длина волны возбуждающего света.

где q>K— контактная разность потенциалов между слоем и подложкой; [/—разность потенциалов, обусловленная освещением структуры. Константы интегрирования А, В и С можно определить, используя граничные условия (4.35), (4.36), (4.38). Воспользовавшись решением (4.37), получим выражение, аналогичное (4.34), характеризующее зависимость интенсивности света /0 от коэффициента поглощения а-1 при фиксированном значении фото-ЭДС, т. е. при Api(0)=const:

При дальнейшем увеличении коэффициента поглощения, когда достигается условие a.Lp~^> 1, ток короткого замыкания стремится к постоянному значению

не зависящему от коэффициента поглощения, а для образца с малой скоростью поверхностной рекомбинации (s
Качественно это можно пояснить так. Если образец тонок, то градиент концентрации носителей заряда зависит в основном от условий рекомбинации на неосвещенной поверхности и мало зависит от рекомбинации в объеме. Скорость поверхностной рекомбинации на освещенной поверхности образца влияет лишь на скорость генерации электронно-дырочных пар и не изменяет фотомагнитную ЭДС при высоком уровне возбуждения. Это справедливо лишь при строго поверхностной генерации носителей заряда, т. е. когда коэффициент поглощения очень велик. По мере уменьшения коэффициента поглощения увеличивается глубина проникновения •света в образец, уменьшается градиент концентрации носителей заряда, а следовательно, и магнитодиффузионный ток. При малом коэффициенте поглощения градиент концентрации может даже изменить свое направление, если интенсивность рекомбинации на освещенной поверхности будет больше, чем на неосвещенной. В этом

По сравнению с методом определения диффузи энной длины по спектральной характеристике фотопроводимости фотомагнитный метод дает более точный результат, так как Лшэ с увеличением коэффициента поглощения быстро насыщается и зависимость ^Фмэ (а)"' представляет собой линейную функцию в широкой области изменений «.