Образуется обогащенный

Осциллографический гальванометр представляет собой магнитоэлектрический измерительный механизм с ничтожно малым моментом инерции. На 15.25 показано устройство петлевого гальванометра. В зазоре магнитной системы с постоянным магнитом, имеющим специальную форму полюсных наконечников ПН, образуется магнитное поле с индукцией В = =0,8 -т-1,2 Т. Такая величина магнитной индукции обеспечивает высокую чувствительность гальванометра. В магнитном поле находится миниатюрная петля П, в которую подают исследуемый ток /. Призмы и 15.25. Устройство пр ужина обеспечивают необходимое натя-петлевого гальванометра жение петли. Механизм гальванометра по-

1. Электрический ток и магнитное поле. Наблюдения показывают, что вокруг любого проводника с током всегда образуется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой одну из форм материи, оно обладает энергией и рядом физических свойств, благодаря которым его можно обнаружить. К ним относятся: определенная ориентация в поле магнитной стрелки, возникновение механических сил взаимодействия с внесенными в поле проводников с током, возбуждение индукционной ЭДС и др. Процесс заполнения пространства полем при замыкании электрической цепи требует некоторого времени и идет параллельно нарастанию тока. Это доказывает, что электрический ток и его магнитное поле представляют собой единое неразрывное явление. Электрический ток без магнитного поля не существует. Магнитное поле является такой же характерной особенностью тока, как и движение электрических зарядов.

3. Каким образом можно убедиться, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле?

стали; листы имеют форму колец со штампованными пазами. В пазах 2, находящихся на внутренней поверхности цилиндра, закладывается ста-торная обмотка, не показанная на рисунке. Эта обмотка выполняется так, что при включении ее в сеть переменного тока в расточке статора (внутри цилиндра)образуется магнитное ноле, вращающееся вокруг оси статора с постоянной скоростью. Принцип создания неподвижной обмоткой вращающегося магнитного поля рассмотрен в гл. 4.

Максвелл предложил1 называть также электрическим током изменение во времени электрического поля в вакууме, так как при этом также образуется магнитное поле. Этот вид тока называют током смещения в вакууме. Плотность

Полным электрическим током называется совокупность всех явлений, при которых образуется магнитное поле. В общем случае плотность полного тока равна сумме плотностей тока проводимости, переноса, поляризации и смещения в ' вакууме:

Под действием МДС обмотки i в ферромагнитных полукольцах и в зазорах образуется магнитное поле со средней индукцией В = В1 — В2 и магнитным потоком Ф. Считаются заданными МДС обмотки i = 9067,7 А и нелинейные характеристики намагничивания материала полуколец В ~ /,(//,) и среды в зазорах В -~ f2 (Я2), представленные в табл. 2.1 и на 2.3.

Максвелл предложил называть также электрическим током изменение во времени электрического поля в вакууме, так как при этом также образуется магнитное поле. Этот вид тока называют током смещения в вакууме. Плотность его 8„ cs, пропорциональна скорости изменения напряженности электрического поля

Полным электрическим гг.оком называется совокупность всех явлений, при которых образуется магнитное поле.

Статор 1 представляет собой полый цилиндр, составленный, как и магнитопровод трансформатора, из листов электротехнической стали; листы имеют форму колец со штампованными пазами. В пазах 2, находящихся на внутренней поверхности цилиндра, укладывается статорная обмотка, не показанная на рисунке. Эта обмотка выполняется так, что при включении ее в сеть переменного тока в расточке статора (внутри цилиндра) образуется магнитное поле, вращающееся вокруг оси статора с постоянной скоростью. Принцип создания неподвижной обмоткой вращающегося магнитного поля рассмотрен в гл. 4.

Это можно проиллюстрировать на прямолинейном проводе радиуса а ( 16-5) при прохождении через него постоянного тока i. Вокруг провода образуется магнитное поле, напряженность которого на поверхности провода составляет

поля аналогично рассмотренным выше процессам (см. 10.6 и 10.8) в приграничном слое у полупроводника и-типа образуется обогащенный слой ( Ю.9), а у полупроводника р-типа — инверсный, а за ним обедненный слой ( 10.10).

Предположим сначала, что цепь стока разомкнута. При напряжении ?/зи =0, т. е. коротком замыкании между выводами затвора и истока, в приграничном слое подложки с диэлектриком вследствие контактных явлений образуется обогащенный слой (см. 10.9). Однако при этом токопроводящий канал между стоком и истоком отсутствует. Это объясняется тем, что между полупроводником подложки и-типа и полупроводниками областей стока и истока р-типа образуются два р-n перехода, включенных навстречу друг другу.

поля аналогично рассмотренным выше процессам (см. 10.6 и 10.8) в приграничном слое у полупроводника л-типа образуется обогащенный слой ( 10.9), а у полупроводника р-типа - инверсный, а за ним обедненный слой ( 10.10).

истока, в приграничном слое подложки с диэлектриком вследствие контактных явлений образуется обогащенный слой (см. 10.9). Однако при этом токонроводящий канал между стоком и истоком отсутствует. Это объясняется тем, что между полупроводником подложки n-типа и полупроводниками областей стока и истока р-типа образуются два р-n перехода, включенных навстречу друг другу.

поля аналогично рассмотренным выше процессам (см. 10.6 и 10.8) в приграничном слое у полупроводника и-типа образуется обогащенный слой ( 10.9), а у полупроводника р-типа — инверсный, а за ним обедненный слой ( 10.10).

Предположим сначала, что цепь стока разомкнута. При напряжении ?/зи =0, т. е. коротком замыкании между выводами затвора и истока, в приграничном слое подножки с диэлектриком вследствие контактных явлений образуется обогащенный слой (см. 10.9). Однако при этом токопроводящий канал между стоком и истоком отсутствует. Это объясняется тем, что между полупроводником подложки л-типа и полупроводниками областей стока и истока р-типа образуются два р-п перехода, включенных навстречу друг другу.

Очень большое значение в полупроводниковых приборах имеют контакты металл—полупроводник, ибо именно через эти контакты полупроводниковые приборы подключаются в электрическую схему. При этом также возникают контактные явления, так как трудно подобрать контактирующую пару металл—полупроводник с одинаковыми работами выхода и обеспечить таким образом невыпрямляющий электрический контакт. В общем случае при контакте металла с полупроводником происходит диффузия электронов из материала с меньшей работой выхода WM в материал с большей работой выхода W6 и на контакте возникает контактная разность потенциалов: Ек = (W6 — WM)/e0, которая приводит к появлению в зоне контакта электрического поля и возникновению в приконтактной зоне полупроводника слоя обедненного или обогащенного носителями заряда. В ряде случаев может даже возникнуть слой с инверсной проводимостью. В частности, если работа выхода металла меньше работы выхода полупроводника, то электроны будут переходить из металла в полупроводник. При этом, если полупроводник имеет п-прово-димость, то в приконтактной зоне образуется обогащенный электронами слой (я+-слой) с высокой проводимостью. Такого типа контакт металл—полупроводник «-типа называется переходом Шоттки и широко используется в полупроводниковой электронике, поскольку он обеспечивает хороший незыпрямляющий контакт с полупроводниковым прибором. Если металл контактирует с полупроводником р-типа, то в полупроводнике возникает обедненный носителями заряда слой (и даже — инверсный, с п-прово-димостью слой, если работа выхода из металла существенно

В примесных полупроводниках наблюдается эффект поля, заключающийся в изменении характера проводимости в приповерхностном слое под действием электрического поля. Например, если собрать трехслойную структуру: металл М, изолятор И и полупроводник П и через изолятор // воздействовать на поверхность полупроводника П, имеющего в одинаковой степени п-и р-проводимость, электрическим полем от батареи Еа в указанной на 6, а полярности, то образуется обогащенный дырками приповерхностный р-слой с повышенной р-проводимостью. Изменив полярность ( 6, б), получим приповерхностный слой с преобладающей п-проводимостью.

Если на поверхности полупроводника «-типа преобладают положительные поверхностные состояния, то поверхность полупроводника обогащается электронами — основными носителями заряда, т. е. образуется обогащенный слой. Граница обогащенного слоя в глубине полупроводника находится там, где начинается изгиб энергетических уровней, т. е. определяется глубиной проникновения электростатического поля поверхностных зарядов.

нике (Л„<Л„), то электроны с большей вероятностью будут переходить из металла в полупроводник. Это приводит к образованию в полупроводнике обедненного слоя, если полупроводник р-типа ( 2.15, а), или даже инверсного слоя, если ЛМ<С^П ( 2.15, б). Если полупроводник /г-типа, то образуется обогащенный слой ( 2.15, в).

Поверхностным пробоем р-м-перехода называют пробой перехода, который происходит в месте выхода перехода на поверхность кристалла и на пробивное напряжение которого оказывают влияние поверхностные состояния. Если поверхностный заряд (заряд поверхностных состояний) имеет знак, противоположный знаку основных носителей в базе диода, то на поверхности базы образуется обогащенный слой (см. § 1.13). Из-за возникновения обогащенного слоя толщина р-п-перехода у поверхности базы уменьшается, так как диффузионное электрическое поле перехода проникает в обогащенный слой на меньшую глубину

Пробой р- й-перехода. Характеристикой, чувствительной к •состоянию поверхности полупроводника, является и величина про-•бивного напряжения. На 8.37, б показан несимметричный р — л-переход с высокоомной р-областыо. При отрицательном заряжении поверхностных состояний у поверхности р-области образуется ^обогащенный слой, вызывающий уменьшение толщины перехода dUOE в приповерхностном слое. При приложении к переходу обратного смещения напряженность поля у поверхности, где переход сужен, окажется выше, чем в объеме полупроводника, вследствие чего более вероятным становится поверхностный пробой. Таким -образом, заряжение поверхности может вызывать понижение пробивного напряжения.