Коэффициента собирания

ном резисторе не уменьшается, так как отсутствует сколько-нибудь значительное падение напряжения этой составляющей на очень малом активном сопротивлении дросселя. С учетом рекомендаций по выбору значений Сф и ?ф, изложенных ранее, выражение для коэффициента сглаживания LC-фильтра можно записать в виде

Для хорошего сглаживания необходимо, чтобы активное сопротивление индуктивности было мало (Rj— 0) , тогда выражение для коэффициента сглаживания индуктивного фильтра ( 11.7, г) можно записать так :

Для получения хорошего сглаживания необходимо выполнение условий cj(1) L » RH , l/w(1) С « RH • Тогда выражение для коэффициента сглаживания можно записать следующим образом:

Для получения большего коэффициента сглаживания пульсаций необходимо увеличивать L и С, что приводит к большим габаритным размерам и массам дросселей и конденсаторов. В этом случае лучшие результаты обеспечивают сложные многозвенные фильтры, состоящие из нескольких последовательно соединенных Г-образных звеньев. Входным элементом такого фильтра является индуктивная катушка. Если первое звено сделать П-образным, то входным элементом будет емкость.

руйте формулу для коэффициента сглаживания Г-образного индуктивно-емкостного фильтра. 6. В каких случаях применяют резистивно-емкостные фильтры? 7. Почему транзистор выполняет роль индуктивной катушки в активном фильтре?

Эквивалентная 'схема выпрямителя с Г-образным фильтром приведена на 5.15, в, где выпрямитель изображен в виде двух последовательно включенных источников напряжения — источника постоянного напряжения U0 и источника переменного напряжения и. Величину коэффициента сглаживания для Г-образного фильтра можно определить при условии Хс = 1/яшС <^ Ra и XL = mwL ^> Ra как произведение 5р = SiSc:

Для получения высокого коэффициента сглаживания применяют фильтр, состоящий из двух или нескольких Г-образных звеньев ( 5.15, г). В этом случае коэффициент сглаживания равен произведению коэффициентов сглаживания всех звеньев.

которая необходима для получения заданного коэффициента сглаживания.

Для постоянной составляющей это сопротивление бесконечно велико. С учетом этого выражение для коэффициента сглаживания Г-образного LC-фильтра можно записать в виде

Полученное выражение дает возможность рассчитать параметры LC-фильтра по заданному значению коэффициента сглаживания:

Это выражение дает возможность определить параметры фильтра, обеспечивающие необходимый коэффициент сглаживания. Г-образные ^?С-фильтры применяют обычно в выпрямительных устройствах малой мощности, где потери напряжения и мощности на активном сопротивлении /?ф не имеют большого значения, где не требуется большого коэффициента сглаживания,, а важны небольшие габаритные размеры и масса фильтра.

Коротковолновый край фотоответа определяется в основном собиранием носителей из фронтального слоя, а длинноволновый край — собиранием из базовой области. Для определенности анализ коэффициента собирания проведем для СЭ с фронтальной областью re-типа. Для коротких длин волн при выполнении условий ехр ( — aw) <С 1 и аЬ ^> 1 коэффициент собирания при отсутствии электрических полей в объеме n-области определяется [16] из выражения

В арсениде галлия скорость поверхностной рекомбинации значительно выше: s=10e — 107 см- с'1. Выращивание на поверхности GaAs тонкого широкозонного слоя из твердого раствора Al^Gaj^As (?=0.75 — 0.9) позволяет существенно снизить s на гетерогранице до величины s;=;103 см- с'1 благодаря близости периодов решеток GaAs и AlAs и меньшему числу оборванных валентных связей на гетерогранице, чем на свободной поверхности GaAs. Потенциальный барьер на гетерогранице препятствует попаданию носителей тока, генерированных в узкозонном материале, на поверхность широкозонного слоя. В этом случае величина коэффициента собирания в коротковолновой области определяется спектральной зависимостью показателя поглощения широкозонного слоя твердого раствора, и при малых толщинах этого слоя (<^ 0.1 мкм) возможно сохранение высокой фоточувствительности и для самого коротковолнового участка солнечного спектра (при X ^ 0.4 мкм).

Для длинноволнового солнечного излучения, которое проходит через фронтальный слой без поглощения, выражение для коэффициента собирания носителей тока из базовой области р-типа имеет вид

На 3.1 представлена расчетная [2] спектральная зависимость коэффициента собирания кремниевого СЭ (7) и показан вклад в фотоответ различных частей структуры: фронтального слоя (2), области объемного заряда (3) и базовой области (4). Параметры структуры, использованные при расчете: удельное сопротивление базовой области р-типа р = 1 Ом-см, скорость поверхностной рекомби-

3.1. Расчетные спектральные зависимости коэффициента собирания (1) кремниевых СЭ и вклада в фотоответ фронтального слоя (2), области объемного

3.2. Расчетные спектральные зависимости коэффициента собирания кремниевых СЭ с различными глубиной (w) залегания р—re-перехода, временем жизни электронов (тя) и скоростью поверхностной рекомбинации (s) [18].

3.3. Экспериментальные зависимости коэффициента собирания кремниевых

вает получение высокого коэффициента собирания в коротковолновой области спектра при одновременном снижении сопротивления растекания фронтального слоя, что необходимо для эффективного преобразования концентрированного солнечного излучения.

Создается изотопный тыльный барьер обычно дополнительной диффузией примеси, обеспечивающей подлегирование тыльной поверхности. Преимущества СЭ с изотипным тыльным барьером проявляются в том случае, когда диффузионная длина неосновных носителей в базовом слое сравнима с толщиной базовой области. Поэтому в таких СЭ в качестве исходного материала необходимо использовать кремний с высокими значениями LD и т неосновных носителей. В высокоэффективных кремниевых СЭ, предназначенных для работы с концентрированным солнечным излучением, для снижения омических потерь в качестве материала базовой области обычно используют относительно низкоомный материал (р?»0.3—0.5 Ом-см), получаемый методом бестигельной зонной плавки, с высоким значением времени жизни (яп ]> 10~5 с) неосновных носителей заряда. При этом для повышения коэффициента собирания носителей из базовой области толщину кремниевой пластины уменьшают до 200—300 мкм, а для уменьшения оптических потерь и увеличения эффективного коэффициента поглощения излучения осуществляют текстурирование фронтальной поверхности.

Ширина каждого элемента в вертикальных СЭ делается меньшей длины диффузионного смещения ННЗ, что обеспечивает достижение высокого коэффициента собирания. В длинноволновой области спектра увеличение коэффициента собирания ННЗ обеспечивается

После ионной имплантации примесей п- и р-типа в грани элементов и термообработки осаждают металлические контакты, обеспечивающие последовательное соединение микроэлементов. Кроме того, металлический слой служит отражающим покрытием, увеличивающим долю активно поглощаемого света. Для обеспечения механической прочности структура закрепляется на стекле и освещение производится со стороны стеклянной подложки. При высоте микроэлементов 50 мкм эффективная оптическая длина, усредненная по различным направлениям, составляет приблизительно 250 мкм, вследствие чего эффективность активного поглощения фотонов превышает 90 %. При объемном времени жизни ННЗ порядка 10 икс благодаря близости областей генерации и разделяющих р—ге-пере-ходов в таких СЭ возможно получение внутреннего коэффициента собирания, равного 95 %.