Направлению электрического

Следует также отметить диод Шотки, выпрямительные свойства которого основаны на взаимодействии металла и обедненного (малым количеством примесей) слоя полупроводника; диод Гана, действие которого основано на появлении отрицательного объемного сопротивления под воздействием сильного электрического поля. Оба типа диодов предназначены для генерирования и усиления сверхвысокочастотных колебаний. По сравнению с точечным диодом диод Шотки имеет более крутую ВАХ в области малых напряжений в прямом направлении, значительно меньший обратный ток, меньший разброс параметров, большую надежность и высокую устойчивость к ударам, широко используется в быстродействующих микросхемах.

Таким образом, значение и направление тока, проходящего через p-n-переход, зависят от значения и полярности приложенного к переходу напряжения. В соответствии с этим сопротивление перехода в одном направлении значительно больше, чем в другом. Следовательно, р-и-переход обладает свойствами, аналогичными свойствам электровакуумного диода.

Заметим, что диод Дв необходим при использовании в схеме дрейфовых транзисторов, у которых коэфоициент усиления по току в прямом направлении значительно больше, чем в обратном.

В тех случаях (их большинство), когда разность температур между концами проводника невелика и когда его тепловое сопротивление в осевом направлении значительно (малое сечение, большая длина), продольные тепловые потоки становятся столь малыми, что ими можно пренебречь. В этом случае можно считать, что температура вдоль проводника возрастает по линейному закону, как показано на рис, 2-12, в.

В тех случаях (их большинство), когда разность температур между концами проводника невелика и когда его тепловое сопротивление в осевом направлении значительно (малое сечение, большая длина), продольные тепловые потоки становятся столь малыми, что ими можно пренебречь. В этом случае можно считать, что температура вдоль проводника возрастает по линейному закону, как показано на 3-12, в.

Рассмотрим некоторые примеры характеристик нелинейных элементов. Полупроводниковые выпрямители (селеновые, меднозакис-ные, германиевые и кремниевые) обладают свойством односторонней проводимости, их сопротивление в проводящем направлении значительно меньше сопротивления в обратном направлении.

Наличие диффузионной емкости в интегральных микросхемах нежелательно, поскольку она ухудшает импульсные и частотные свойства р-«-перехода. Последний обладает индуктивными свойствами, если к нему приложено скачкообразное напряжение в прямом направлении, значительно превышающее величину <рк, а инжектированные носители по мере растекания будут уменьшать сопротивление базы, что приведет к возрастанию тока во времени.

ной формы. Особенно резко это явление наблюдается в цепях с выпрямительными элементами. Как известно, полупроводниковые выпрямители пропускают ток в одном направлении значительно лучше, чем в другом. В связи с этим кривая тока сильно отличается от синусоиды ( 8.1 б).

ком серебра. Его эффективный коэффициент теплопро-зодности Я в горизонтальном направлении имеет порядок эт десятка до нескольких тысяч ватт на метр-кельвин. Эффективный коэффициент теплопроводности в вертикальном направлении значительно выше, чем в горизонтальном. Это способствует очень быстрому выравниванию температур по всему объему слоя. Высокая изотер-мичность — замечательное свойство кипящего слоя.

Следует также отметить диод Шотки, выпрямительные свойства которого основаны на взаимодействии металла и обедненного (малым количеством примесей) слоя полупроводника; диод Гана, действие которого основано на появлении отрицательного объемного сопротивления под воздействием сильного электрического поля. Диоды обоих типов предназначены для генерирования и усиления сверхвысокочастотных колебаний. По сравнению с точечным диодом диод Шотки имеет более крутую ВАХ в области малых напряжений в прямом направлении, значительно меньший обратный ток, меньший разброс параметров, большую надежность и высокую устойчивость к ударам. Диод Шотки широко используют в быстродействующих микросхемах.

Участок id соответствует обратному ходу развертки Время Т„Р и ТоГм, составляет период развертки Тг Если приложить напряжение и у к горизонтальным отклоняющим пластинам, отключив си!нал от пластин вертикального отклонения, электронный пучок ЭЛТ будет отклоняться только в горизонтальной плоскости При этом светящееся пятно на экране будет занимать следующие положения. При максимальном отрицательном значении иР (точка а на 8.5) светящееся пятно находится в крайнем левом положении (точка а') на экране. При линейном нарастании ыр пятно постепенно переместится в точку Ь' и после изменения полярности иР в точку с'. На участке а'с' скорость движения пятна будет постоянной, так как Uv нарастает по линейному закону и, согласно (8.1), имеется линейная зависимость между смещением пятна на экране и напряжением, приложенным к пластинам После достижения точки с' светящееся пятно начнет движение в обратном направлении (обратный ход) В исходное состояние луч возвращается за время Тойр 4s Т„у, поэтому скорость движения пятна в обратном направлении значительно выше. Траектория движения пятна во время обратного хода показана на 8.5 штриховой линией (для наглядности эта линия несколько смещена вниз относительно линии прямого хода). Для получения осциллограммы необходимо, чтобы напряжение Up в течение всего периода ТПР измерялось линейно, форма напряжения иР во время обратного хода cd не имеет принципиального значения. Важно только, чтобы длительность обратного хода была минимальной. Таким образом, при подаче иР на горизонтальные на X-пластины, ось х является одновременно осью времени t, причем при постоянной скорости движения светящегося пятна на участке а'с' масштаб вдоль оси t является постоянным. Искажение формы иР на интервале прямого хода вызывает нелинейность развертки, проявляющуюся в неравномерной скорости движения пятна по экрану и в искажении осциллограмм. Неравномерность скорости вызывает неравномерность масштаба вдоль оси х, что затрудняет, как будет показано далее, оценку параметров сигнала.

Общую электропроводность полупроводника, обусловленную генерацией, перемещением и рекомбинацией пар электрон — дырка, называют собственной электропроводностью, а сам полупроводниковый кристалл — собственным полупроводником. Собственная электропроводность обычно невелика. Причем как электронная, так и дырочная электропроводность обусловлена перемещением в полупроводнике только электронов. Однако в первом случае движутся электроны, находящиеся на энергетических уровнях зоны проводимости, в направлении, противоположном направлению электрического поля. Во втором случае перемещаются электроны валентной зоны, заполняя вакантные энергетические уровни (дырки), в направлении, противоположном перемещению дырок.

Метод геометрического магнитосопротивления. Измерение подвижности носителей заряда данным методом основано на использовании соотношения (2.11), когда реализованы условия (2.10). Если образец короткий, холловское поле замыкается металлическими электродами, а электрическое поле направлено вдоль образца, то электрический ток протекает под углом Холла к направлению электрического поля. При этом эффект геометрического магнитосопротивления наблюдается даже в том случае, если эффект магнитосопротивления (2.9) при /у=0 в материале полностью отсутствует. Если, однако, этот эффект имеет место, то возникающее магнитосопротивление является комбинацией обоих эффек-

При отсутствии внешнего электрического поля ориентация ди-польных моментов микросистем диэлектрика имеет хаотический характер и вектор поляризации равен нулю. Если в диэлектрике существует электрическое поле напряженностью Е, то на каждый заряд диполя действует сила F — qE, стремящаяся развернуть диполь по направлению электрического поля ( 9-2, а). Преимущественная ориентация диполей в одну сторону приводит к тому, что их геометрическая сумма в единице объема отлична от нуля и в соответствии с формулой (9-3) вектор поляризации в этом случае тоже не равен нулю. Так выглядит в самом грубом приближении один из возможных механизмов поляризации диэлектрика. Более подробно различные виды процесса поляризации будут рассмотрены в § 9-2.

На 9-2, б схематически показан участок поверхности AS, помещенный внутрь диэлектрика и ориентированный перпендикулярно направлению электрического поля. Около этого участка выделим малый цилиндрический объем, высота которого равна плечу диполя /. В таком случае все диполи числом N, попавшие внутрь цилиндрического объема, окажутся «перерезанными» поверхностью AS так, что их положительные и отрицательные заряды окажутся по разные стороны поверхности. На внутренней стороне поверхности AS, считая по направлению нормали, окажется отрицательный связанный заряд, поверхностная плотность которого аси --•- — qN//\S. Вектор поляризации в рассматриваемом объеме имеет только одну нормальную составляющую Р„; в соответствии с формулой (9-3) находим

3. С ростом температуры уменьшается релаксационная поляризация Рррл и соответственно прирост диэлектрической проницаемости за счет релаксационной поляризации Дерел — арел = Ррел/(е0?). Усиление теплового движения препятствует полному завершению поляризации диэлектрика, стремясь нарушить преимущественную ориентацию дипольных моментов по направлению электрического поля. Отрицательное влияние повышения температуры заключается в ослаблении поляризации.

Значение тока смещения можно связать с изменением объемного заряда. Для этого выделим мысленно в p-n-переходе объем в виде цилиндра (или призмы), образующие которого параллельны оси х — направлению электрического поля (рис 2.9). f

Чтобы понять принцип усиления мощности в транзисторе, да и в других усилительных приборах, надо учесть взаимодействие носителей заряда с электрическим полем. Например, дырка, двигаясь по направлению электрического поля, разгоняется в этом поле и приобретает дополнительную энергию, забирая ее от электрического поля. Если же заставить дырку двигаться против электрического поля, то она будет тормозиться этим полем, отдавая ему часть своей энергии.

В электрическом поле в сегнетоэлектриках происходят упругие электронная и ионная поляризации, а также неупругая доменная. В процессе доменной поляризации векторы Ps доменов ориентируются по направлению электрического поля ( 5.18, б). Переориентацией направлений Р8 доменов объясняются характерные для сегнетоэлектриков нелинейные свойства: петля диэлектрического

ницу времени через единицу площади, перпендикулярной направлению электрического поля, определяется как

При дальнейшем продвижении к аноду вдоль области 4 беспорядочное тепловое движение электронов сохраняется, а потенциал пространства начинает немного возрастать (область положительного столба) ( 12.1,6). Увеличение потенциала, обеспечивающее медленный дрейф электронов к аноду, объясняется небольшим преобладанием концентрации положительных ионов в плазме столба. Что касается продольной напряженности электрического поля, то она остается постоянной ( 12.1,0). Электрический ток в положительном столбе (ПС) создается вследствие дрейфа ионов по направлению электрического поля <§, а электронов — против этого поля. В прикатодные области ПС поступает со стороны катода в единицу времени ровно столько электронов, сколько необходимо для поддержания заданного значения электрического тока в разряде. Аналогично этому столько ионов, сколько необходимо для поддержания ионной компоненты тока, поступает из прианод-ной области. Поскольку с поверхности анода никакой эмиссии положительных ионов нет, уменьшение концентрации ионов в прианодном участке/// (область5) должно непрерывно компенсировать добавочную ионизацию газа электронами, вызываемую большей напряженностью поля в этой области ( 12.1, в).

В металлическом проводнике под действием приложенного к нему электрического напряжения движение свободных электронов упорядочивается и они дрейфуют в направлении, противоположном направлению электрического поля, т. е. в проводнике возникает ток.