Поскольку концентрация

Известные сравнительно давно пленки аморфного кремния не имели, однако, какого-либо серьезного практического применения, что было обусловлено в первую очередь невозможностью управления их свойствами, поскольку образование некристаллической трехмерной сетки атомов приводит к возникновению большого количества разрывов связей между атомами в тех местах, где расстояния между ними существенно превышают длину химической связи. Такие разрывы, называемые точечными дефектами ( 5, а), вызывают появление в запрещенной зоне дополнительных локализованных состояний. Поскольку количество (концентрация) точечных дефектов в пленках аморфного кремния велико, велика и плотность создаваемых ими локализованных состояний в запрещенной зоне.

Область образовавшихся объемных зарядов представляет собой электронно-дырочный переход (р-и-переход). Толщина его, т.е. глубина распространения неподвижных ионов обоих знаков, не превышает нескольких микрон ( 1.2,5). Поскольку количество этих ионов по обе стороны от границы раздела одинаково, то к переходу применим принцип нейтральности зарядов — один из важнейших принципов для всех полупроводниковых приборов.

В общем случае сообщение, переносимое сигналом, может быть представлено в виде набора некоторых смысловых элементов, выбранных определенным образом из множества возможных. Каждый смысловой элемент сообщения переносит тем большее количество сведений, чем из большего числа элементов он выбран, т. е, чем более непредвиден для получателя набор смысловых элементов, тем большую информацию он может получить из принятого сигнала. Если общее число возможных смысловых элементов т, а сообщение составлено из п элементов, то число возможных сообщений составляет N — пгп. Поскольку количество сведений пропорционально числу «-смысловых элементов в сообщении, количество информации принято определять как /„ = п Iog3 m. Единица количества информации называется двоичным знаком (или битом). Принятая мера количества информации универсальна и позволяет сравнивать различные сообщения и количественно определять ценность различных источников сообщений, емкость накопителей информации, оценивать потери информации при передаче, преобразованиях и т, д.

чета на каждом интервале будет меньше, но, 8.13. Влияние величины рас- поскольку количество интервалов, необходимое

Одно из наиболее перспективных направлений использования полупроводниковых ИМС в вычислительной технике состоит в разработке так называемых приборов с зарядовой связью (ПЗС),представляющих собой совокупность взаимодействующих МДП-струк-тур. Это взаимодействие обеспечивается общностью полупроводникового слоя и малым расстоянием между МДП-структурами ( 9.14). Тот факт, что прибор с зарядовой связью состоит из множества технологически и конструктивно объединенных МДП-структур, расположенных на очень малых расстояниях одна от другой, позволяет считать его полупроводниковой интегральной схемой, а поскольку количество взаимодействующих МДП-структур в нем достигает нескольких тысяч, то ПЗС можно отнести к классу больших интегральных схем.

Поскольку количество массы на отрезке — оо, х есть аналог F (х), то можно сказать, что с увеличением х будет возрастать F(x), т. е. F (х) — неубывающая функция.

Условия (2.152) являются основой для выбора параметров реализуемой схемы. Поскольку количество уравнений в системе (2.152) меньше количества неизвестных, необходимо задаваться параметрами некоторых элементов. Выбор величин сопротивлений и емкостей можно подчинить дополнительным условиям, определяемым общими требованиями к схеме. Естественно, что эти дополнительные требования не должны противоречить системе. Так, например, можно задаться величинами С\ и С2 соответственно величинам емкостей, выпускаемых промышленностью, а затем по уравнениям (2.152) вычислить RI и R2. При этом С2 и С\ следует брать такими, при которых R\ и R2 получаются значительно больше сопротивления проводов и значительно меньше сопротивления изоляции, т. е. в пределах от сотен ом до нескольких мегом.

В США имеются три газодиффузионных завода: в штатах Теннесси, Кентукки и Огайо. Суммарная мощность этих заводов равна 17-106 ЕРР/год. Определить ЕРР (единицу разделительной работы) не легко, поскольку количество урана, полученного при затрате одной ЕРР, — величина непостоянная и зависит от общего количества обогащаемого природного урана и от содержания 235U в отвале или «хвостах». Для отвала с содержанием 235U 0,2 % на газодиффузионном заводе производится около 320 г 235U обогащения 3,2 % при затрате одной ЕРР. При отвале с содержанием 0,3 % производится около 300 г. Таким образом, чем больше содержание 235U в отвалах, тем больше требуется исходного материала.

Поскольку количество вентилей выбрано с запасом, каких-либо специальных устройств для равномерного распределения тока по параллельным ветвям не применяется. Допускается неравномерность распределения тока по- ц.арзялельным ветвям до 30% среднего значения.

На 8.21 представлены данные, полученные во время испытания при 10 °С активирующей системы, предназначенной Для батареи емкостью 20 А-ч. Было установлено, что в течение всего цикла подачи электролита давление фреона оставалось постоянным и равным 0,37 МПа. Такого результата и следовало ожидать, поскольку количество заправленного в активирующую систему фреона было достаточно, чтобы поддерживать в нем условия насыщения. При активации электролит направляли в предварительно откачанный объем, моделирующий предназначенный для заполнения внутренний объем блока элементов. Трубки, использованные для передавливания электролита, были идентичны тем, которые используют в реальной батарее.

Турбины с противодавлением ( 4.9, а) относительно просты, малогабаритны и дешевы, но применяются они мало, поскольку количество электроэнергии, вырабатываемое с их помощью, зависит не от электрических, а от тепловых потребителей, весьма нестабильных.

Ван-дер-Зил i[12] предположил, что мазер с большим коэффициентом усиления должен на выходе обладать дробовым шумом в дополнение к рассмотренному выше тепловому шуму. Это вызвано тем, что сигнал накачки, необходимый для достижения инверсной населенности, представляет собой последовательность независимых случайных событий, и, следовательно, сам дает дробовой шум. Поскольку количество испускаемых фотонов равно количеству накачиваемых фотонов, выходной поток фотонов также обладает дробовым шумом. Очевидно, что для увеличения выходной мощности мазера необходимо повышать степень инверсной населенности; это можно сделать, только увеличивая интенсивность накачки. Из этого следует, что компо-

Поскольку концентрация дырок в полупроводнике р-типа много больше, чем в полупроводнике /г-типа, и, напротив, в полупроводнике «-типа высока концентрация электронов, то на границе раздела полупроводников различной электропроводности создается перепад (градиент) концентрации дырок и электронов. Это вызывает диффузионное перемещение дырок из р-области в re-область и электронов в противоположном направлении. Плотности дырочной и электронной составляющих диффузионного тока при этом соответственно /рДИф и /Пдиф-

Увеличение потенциального барьера нарушает состояние термодинамического равновесия. При этом диффузионная составляющая тока через р-я-переход уменьшается. Дрейфовая же составляющая тока не изменяется, поскольку концентрация неосновных носителей заряда определяется лишь процессом термогенерации (§ 1.2), а не уровнем напряжения. Поэтому при обратном включении p-n-перехода через него проходит обратный ток /обр, который определяется неосновными носителями и при увеличении обратносмещающего напряжения приближается к постоянному значению /о = /пдр + -f- /рдр. Ток /Обр = /о называют тепловым током или током насыщения.

ионов и установившиеся потенциальные барьеры обоих переходов поддерживают динамическое равновесие, а токи через переходы равны нулю. При наличии источников смещения ?э и Ек указанной полярности (нормальное включение) создаются условия для инжектирования дырок из эмиттера в базу и перемещения электронов из базы в эмиттер. Поскольку концентрация электронов в базе во много раз меньше концентрации дырок в слое эмиттера, то встречный поток электронов значительно меньше. Поэтому при встречном перемещении дырок и электронов произойдет их частичная рекомбинация, а избыток дырок внедряется в слой базы, образуя ток эмиттера /э.

Решение. Поскольку концентрация атомов в германии равна 4,4- 1028 м~3 и на 2-Ю6 атомов германия приходится один атом примеси, то число свободных электронов в нем составит 2,2 -1022 м~3. Концентрация свободных электронов в германии определяется следующим образом:

При обратном включении преобладающую роль играет дрейфовый ток. Он имеет небольшую величину, так как создается движением неосновных носителей. Этот ток называется обратным и может быть определен по формуле /обр = /др — /диф. Величина обратного тока практически не зависит от напряжения t/o6p. Это объясняется тем, что в единицу времени количество генерируемых пар «электрон — дырка» при: неизменной температуре остается неизменным. Поскольку концентрация неосновных носителей значительно меньше концентрации основных носителей заряда, обратный ток /?-л-перехода существенно меньше прямого (обычно на несколько порядков). Это определяет выпрямительные свойства /ьи-перехода: способность пропускать ток только в одном направлении.

Рассмотрим назначение противоканальных областей р+-типа, расположенных под изолирующими областями (см. 3.5, д). Известно, что на границе раздела кремний — диоксид кремния существует неподвижный положительный поверхностный заряд. Под влиянием этого заряда дырки отталкиваются в глубь подложки, а электроны из скрытых слоев л+-типа и подложки поступают к границе раздела. Поскольку концентрация акцепторов в подложке очень низкая (не более 1015 см~3), то при отсутствии противоканальной области у поверхности под диоксидом формируется инверсный слой — канал n-типа. Этот канал замыкает коллекторные области соседних транзисторов, что недопустимо. Для предотвращения появления каналов л-типа и создают противоканальные области с повышенной концентрацией акцепторов, при которой для типичных значений плотности положительного поверхностного заряда формирование инверсного слоя исключается, так как концентрация поступивших к поверхности электронов оказывается ниже концентрации дырок.

Поскольку концентрация примесей в коллекторе (эпитаксиальном слое) ниже, чем в базе около эмиттерного перехода, толщина обедненного слоя коллекторного р-п перехода больше, чем эмиттерного. К тому же Sv > S3, следовательно, при одинаковом обратном напряжении ток генерации коллекторного р-п перехода /г-к значительно больше тока генерации эмиттерного р-п перехода /г_э. Отсюда следует соотношение для обратных токов /обр различных схем диодного включения: /o6pi = /обрз — Л-.n <С /обрз " /обр4 ^ Л-.к < ^обр5 = = ^г.к ~г If.-.}- Таким образом, наименьший обратный ток характерен для схем 1 и 2, а наибольший — для схемы 5.

Напряжение пробоя эмиттерного р-п перехода U3 n>ofi мало вследствие высокой концентрации примесей и малой толщины обедненного слоя (5...7 В). Для эмиттерного р-п перехода характерен туннельный механизм пробоя 13]. Поскольку концентрация примесей в коллекторе ниже, то напряжение пробоя t/K проб выше (30...50 В). В коллекторном переходе наблюдается лавинный механизм пробоя. Следовательно, Uapo(ji ^ f проба "=^прб5 =: ^э про6<-^"РОбз^ = ?/Проб4 ~ ^к проб' Обратные ветви ВАХ показаны на 3.17, в, г.

Поскольку концентрация неосновных носителей значительно больше в базе, чем в коллекторе, обратный ток коллекторного перехода состоит в основном из дырок базы. Величина /Ко является параметром транзистора, характеризующим его качество (чем /Ко меньше, тем транзистор лучше). Ток /ко определяют при разомкнутой цепи эмиттера (/э = 0) и при определенном значении обратного напряжения на коллекторе. Ток /Ко вызывается термогенерацией и с повышением температуры растет по экспоненциальному закону. В германиевых транзисторах /Ко при повышении температуры на каждые 10° приблизительно удваивается, в кремниевых — увеличивается в 2,5 раза.

В результате снижения потенциального барьера на эмиттерном переходе из эмиттера в базу начинается диффузионное движение основных носителей. Поскольку концентрация дырок в эмиттере выше концентрации электронов в базе (ррэ ^ «пб)> коэффициент июкекции у весьма высок.

Как следует из (5.42), постоянная Холла Ях, от которой зависит значение э. д. с. Холла при заданном произведении Bi, обратно пропорциональна концентрации носителей п в элементе Холла. Физически это объясняется тем, что с уменьшением концентрации при том же значении тока возрастает скорость v, а с ней и сила г\. Из-за такой зависимости техническое использование э. д. с. Холла возможно лишь для материалов с малой концентрацией лослтелей. Этим объясняется тот факт, что эффект, открытый Холлом более чем полвека тому назад, нашел практическое применение лишь в настоящее время, поскольку концентрация носителей тока в полупроводниках на несколько порядков ниже, чем в проводниках. Для использования эффекта Холла нужны полупроводники достаточно чистые, т. е. с очень малым содержанием примеси. Технология изготовления таких полупроводников разработана лишь недавно.