Превышает концентрацию

Несмотря на то что энергетические запасы первичного топлива (урана-235) в мире примерно равны суммарным запасам органического топлива, возникает необходимость получения вторичного ядерного топлива, для чего используют природный уран. Для этого применяют специальные реакторы на быстрых нейтронах (РБН), основным топливом в которых является <ц9Ри, выделенный на радиохимических комбинатах из отработанного топлива реакторов на медленных нейтронах. При делении ядер плутония образуется в 1,5 раза больше нейтронов, чем при делении урана-235, поэтому часть нейтронов используют для превращения gfU и эо2Тп во вторичное ядерное топливо. При этом количество атомов вновь образовавшихся м9 Ри и 923U превышает количество атомов израсходованного горючего, т. е. коэффициент воспроизводства горючего в реакторах на быстрых нейтронах больше единицы.

Поскольку Д?д «С А?, то количество электронов, переходящих под действием тепловой или какой-либо другой энергии в зону проводимости с примесных уровней, значительно превышает количество электронов, переходящих в зону проводимости из валентной зоны, участвующих в процессе тепловой генерации пар. Следовательно, число электронов в полупроводнике с пятивалентной примесью превышает число дырок, концентрация которых в данном случае определяется собственной электропроводностью и поэтому не изменилась. Такой примесный полупроводник с преобладающим числом

Общий расход топлива на АЭС, как известно, значительно превышает количество выгоревшего топлива. Общий расход топлива не характеризует тепловую экономичность электростанции, но значением этой величины необходимо располагать при проектировании и эксплуатации электростанций, а также для оценки ее общей экономичности.

При контроле технологических процессов и в научных исследованиях приходится производить измерения различных неэлектрических величин. Разновидностей электрических приборов для измерения неэлектрических величин значительно больше, чем приборов для измерения электрических величин. Это обусловлено тем, что количество контролируемых неэлектрических величин значительно превышает количество электрических величин.

нее. Во время проведения процесса практически всегда выполняется условие, при котором количество атомов примеси в газовой фазе намного превышает количество атомов, диффундирующих в полупроводниковую пластину. Поверхностную концентрацию примесей в этом случае можно считать постоянной величиной, равной пределу растворимости при Гта„ а распределение примесей в полупроводниковой пластине описывается дополнением функции ошибок Гаусса (5.25).

Таким образом, соотношения (6.38) — (6.42) образуют систему ограничений — неравенств, количество которых, по меньшей мере, на n -f- 4 превышает количество независимых переменных, причем п — число параметров транзисторов, входящих в выражение (6.38) для функции F (х).

Количество неэлектрических величин, которые необходимо измерять, значительно превышает количество измеряемых электрических и магнитных величин. Так, в современном энергоблоке необходимо постоянно измерять и контролировать десятки параметров (температуру, давление, химический состав, вибрацию и т. п.), определяющих его технико-экономические показатели. Например, при контроле состояния гидротехнических сооружений и работы агрегатов электротехнических систем и аппаратов Саяно-Шушенской ГЭС приходится осуществлять измерение параметров примерно в 3000 точках [30].

Разрешенные энергетические зоны кристаллов состоят из большого количество близких друг к другу подуровней. Количество таких подуровней в несколько раз превышает количество атомов в кристалле, число которых достигает К)23 в одном кубическом сантиметре. Если ширину разрешенной зоны разделить на количество подуровней, то окажется, что раз-

Количество неэлектрических величин, которые необходимо измерять, значительно превышает количество измеряемых электрических и магнитных величин. Так, в современном энергоблоке необходимо постоянно измерять и контролировать десятки параметров (температуру, давление, химический состав, вибрацию и т. п.), определяющих его технико-экономические показатели. Например, при контроле состояния гидротехнических сооружений и работы агрегатов электротехнических систем и аппаратов Саяно-Шушенской ГЭС приходится осуществлять измерение параметров примерно в 3000 точках [30].

В элементах количество цинка обычно превышает количество двуокиси марганца, и источник тока способен разряжаться до полного израсходования активного вещества положительного электрода. Использование кислорода воздуха позволяет увеличить емкость элемента, так как низшие окислы марганца вновь превращаются в активное вещество, вступающее в токообразующую реакцию. Таким образом удается увеличить на 50—100% удельную энергию элемента.

Наиболее распространенным видом логических элементов являются электромагнитные реле. Однако их применение в ряде случаев затруднено или даже вообще невозможно вследствие недостатков, присущих контактной аппаратуре. Основной причиной замены механических контактных аппаратов бесконтактными является их низкая допустимая частота включений и низкая долговечность. Бесконтактные элементы более надежны в работе, менее чувствительны к влиянию окружающей среды, не требуют регулировки в процессе работы, срок их службы практически неограничен. Но эти преимущества еще не означают, что бесконтактные логические элементы могут заменить реле во всех случаях. В отличие от реле эти элементы не могут коммутировать электрические цепи с силовой нагрузкой, а также работать в цепях с плавно изменяющимися сигналами,, если их значение ниже сигналов срабытывания этих элемектов. Схемы на бесконтактных элементах содержат обычно в несколько раз больше элементов, чем аналогичные релейные, поэтому в ряде случаев применение бесконтактных элементов может только неоправданно усложнить схему. Это относится прежде всего к схемам с простой функциональной частью, где число контактов в схеме управления невелико, а количество входных сигналов ненамного превышает числе выходных. Обычно стоимость схем с логическими элементами выше вследствие большего их количества в схемах по сравнению с контактными аппаратами, использования сложных источников питания схем и специального контрольно-испытательного оборудования. Применение бесконтактных логических элементов целесообразно в схемах, когда количество входных сигналов в схеме в несколько раз превышает количество выходных.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными — электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

Для плоскостного транзистора концентрация дырок в р-областях значительно превышает концентрацию электронов в n-области, т. е. РР 3> "п. поэтому электронной составляющей эмиттерного тока можно пренебречь. При таком предположении можно считать, что весь ток через переход переносится дырками.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными — электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

основными, а дырки - неосновными носителями заряда. Для полупроводника р-типа основными носителями заряда служат дырки, а неосновными - электроны. В дальнейшем эти заряды будем называть сокращенно основными и неосновными носителями. Концентрация основных носителей, т. е. их число в 1 см3, обычно значительно превышает концентрацию неосновных носителей.

Так как при нормальной температуре концентрация основных носителей заряда намного превышает концентрацию неосновных, то прямой ток через переход на несколько порядков больше обратного. Следовательно, р—^переход обладает выпрямляющими (вентильными) свойствами.

В результате прямого смещения перехода с понижением потенциального барьера (жирная и штриховая линии на 3.3,6) эмиттер инжектирует свои основные носители заряда — электроны — в базу. Одновременно из области базы ее основные носители заряда - дырки — перемещаются через переход в эмиттер. Обе эти составляющие (электронная и дырочная) образуют ток эмиттера /э, аналогичный прямому току диода. Поскольку переход выполняется несимметричным (пп>>р„), т.е. концентрация электронов в эмиттере на несколько порядков превышает концентрацию дырок в базе, то "удельный вес" дырочной составляющей этого тока сравнительно мал. Принятое направление тока эмиттера противоположно направлению потока электронов ( (3.3, а) .Попавшие в базу электроны становятся неосновными носителями заряда и перемещаются в ней главным образом за счет диффузии: от левого перехода с избыточной их концентрацией к правому переходу с недостаточной концентрацией. Электрическое поле в толще базы практически не оказывает влияния на движение электронов, поскольку их заряды частично скомпенсированы зарядами окружающих дырок.

примеси свыше 5-Ю20 см~3 ионизированными являются примерно половина атомов примеси). С глубиной концентрация примеси падает, плотность вакансий возрастает и заметно возрастает роль механизма диффузии по вакансиям, а концентрация ионизированной примеси существенно превышает концентрацию нейтральной. При концентрациях менее 1019 см~3 вся диффундирующая примесь ионизирована и перемещается только по вакансиям. В соответствии с этим каждая из трех областей характеризуется собственным коэффициентом диффузии. Таким образом, в поверхностном высоколегированном слое, полученном путем диффузии примеси из неограниченного источника, имеется значительное «оличестао нейтральных атомов примеси, которые не создают по-

Большинство р-п переходов создают методом диффузии легирующей примеси в полупроводник. Допустим, что в поверхность полупроводникового кристалла n-типа электропроводимости с концентрацией доноров ND проведена диффузия акцепторной примеси, концентрация которой NA (x) уменьшается по мере удаления от поверхности полупроводника, как показано на 1.14, а. Если поверхностная концентрация акцепторов NAO>ND, то в некотором сечении Xj кривые пересекаются. Левее этого сечения концентрация акцепторов превышает концентрацию доноров, и полупроводник имеет электропроводность /7-типа, а правее Xj — электропроводность п-типа.В сечении Xi электроны атомов донорной примеси заполняют (компенсируют) ненасыщенные связи равного числа атомов акцепторной примеси, и полупроводник имеет собственную проводимость. Таким образом получается р-п переход с плавным распределением примеси, или плавный р-п переход. При рассмотрении большинства физических явлений можно не учитывать, что в некоторой области перехода полупроводник частично или полностью компенсирован, и иметь дело с разностной (результирующей) концентрацией примеси, определяющей электропроводность: N(x)=ND—NA(x) ( 1.14,б). Следует отметить, что отрицательные значения концентрации примеси лишены физического смысла (концентрация — это число частиц, атомов в единице объема), но можно условиться отличать концентрацию акцепторов от доноров по знаку заряда их ионов.

При большой напряженности внешнего электрического поля наблюдается режим инверсии ( 1.19); ему соответствует такое состояние приповерхностного слоя полупроводника, в котором поверхностная концентрация электронов (неосновных носителей) превышает концентрацию акцепторов. Тонкий хорошо проводящий слой 2 «-типа / 1.19, а) с высокой концентрацией электронов называют инверсным, так как его тип проводимости противоположен типу проводимости подложки. Распределения концентраций электронов и дырок показаны на 1.19,6, а напряженности поля — на 1.19, в. Для вычисления последней используют уравнение (1.33), в котором для инверсного слоя полагают К(х)=—q[n(x)+Na], а р(х) = п]/п(х), причем п(х) определяют по формуле, аналогичной (1.366): п(х) —/готехр[ф(л:)/фт]. Анализ показывает [6], что концентрация электронов и напряженность поля в инверсном слое резко уменьшаются по мере удаления от поверхности, причем вблизи поверхности, где фпов—ф(*)<Сфт, <§(*) — = <§повехр(—X/LD). Расстояние

к переходу создается концентрация неосновных неравновесных носителей, которая во много раз превышает концентрацию равновесных неосновных носителей в области р-п перехода: чем больше концентрация неосновных носителей, тем больше обратный ток. Время жизни неравновесных носителей ограничено — постепенно их концентрация уменьшается как за счет рекомбинации, так и за счет ухода через р-п переход. Поэтому через некоторое время (т„ на 6.11, в) неравновесные неосновные носители исчезнут; обратный ток восстановится до нормального значения /Обр.

На 5, ж показано распределение концентрации носителей в полупроводнике с р-л-переходом. Концентрация дырок- рро в р-области, где они являются основными носителями, на несколько порядков превышает концентрацию дырок рло в п-области, где они являются неосновными носителями. Для каждой области справедливо соотношение