Поверхностной ионизации

Поверхностная рекомбинация

Под действием внешнего электрического поля, создаваемого источником э. д. с. Еэ6 (см. 3.23, в) эмиттерный переход открывается и через него начинается движение электронов в направлении от базы к эмиттеру, создающее ток базы /6, и дырок в противоположном направлении ( 3.23, д), создающее дырочную составляющую тока эмиттера /в(р). Большинство дырок, инжектированных из эмиттера в базу путем диффузии движутся в направлении к коллекторному п-р-пере-ходу и затем, дрейфуя через коллекторный я-р-переход и коллектор, создают ток коллектора /к. Некоторая часть дырок, инжектированных из эмиттера в базу, рекомбинирует в объеме базы (объемная рекомбинация) и на поверхности пассивной части базы, вблизи вывода базового электрода (поверхностная рекомбинация). В результате ток коллектора /к оказывается меньше дырочной составляющей тока эмиттера

Поверхностная рекомбинация. Следует учитывать, что приповерхностный слой имеет особую зонную структуру (см. 1.6, б), а значит, и отличные от объемных количест-

При возбуждении фотолюминесценции фотоьами с энергией, большей ширины запрещенной зоны, носители заряда генерируются вблизи освещенной поверхности полупроводник*. Поверхностная рекомбинация уменьшает эффективность излучатгльной рекомбинации тем больше, чем ближе к поверхности генерируются носители заряда. При увеличении длины волны возбуждающего света коэффициент поглощения уменьшается, область генерации носите-

при котором поверхностная рекомбинация будет играть^основную роль в процессе спада фотопроводимости. Этого кожно добиться если использовать образец, один из размеров которого мал (ш<Ь)' Как следует из (4.45) и (4.46), 1/Тэф линейно зависит от сомножителя, заключенного в круглых скобках. График функции 1/тэф в

Поверхностная рекомбинация превалирует в области низких давлений (плотностей) газа (примерно до 500— 1 000 Па), когда свободные пробеги электронов и ионов достаточно велики. Объемная рекомбинация превалирует при больших давлениях газа и особенно тогда, когда концентрация зарядов в объеме значительна. В области средних давлений газа (тысячи паскалей) имеют обычно место оба вида рекомбинации в различных их количественных соотношениях.

— эмиссионного тока 292 Поверхностная рекомбинация

§ 1.14. ПОВЕРХНОСТНАЯ РЕКОМБИНАЦИЯ

На поверхности базы в узкой полосе вокруг эмиттера происходит поверхностная рекомбинация носителей заряда. В единицу времени на единице поверхности рекомбинирует число носителей, равное s(pn — p,,o)s (см. §1.14). Приняв, что вблизи эмиттера избыточная концентрация неосновных носителей на поверхности базы

За основу построения обычно берут формальную эквивалентную схему идеализированного транзистора, называемого одномерной теоретической моделью. При изучении одномерной теоретической модели транзистора считают, что носители заряда в нем движутся по параллельным путям, а поверхностная рекомбинация только изменяет время жизни носителей. Кроме того, в одномерной теоретической модели не учитывают влияние объемных сопротивлений и токов, проходящих через барьерные емкости переходов. При таких предположениях получается, что параметры формальной эквивалентной схемы довольно просто выразить через конструктивные параметры идеализированного транзистора (толщину базы), режим его работы, свойства материала.

ПЗС (прибор с зарядовой связью) 322 Пластина контактная 428 Плотность упаковки 333 Поверхностная рекомбинация 10, 38 Поверхностное состояние быстрое 38

Степень объемной и поверхностной ионизации оценивают коэффициентами а и у, определяющими число свободных электронов, полученных соответственно на один электрон или ион (для объемной ионизации на единицу длины пути электрона).

Таким образом, если разность потенциалов на электродах прибора UА > 0, то убыль заряженных частиц, участвующих •в создании тока через прибор, может восполняться в результате объемной и поверхностной ионизации.

между электродами остаются неизменными. Это постоянство напряжения при изменении тока через прибор, характерное для тлеющего разряда, лежит в основе работы стабилитронов. После того как вся поверхность катода окажется охваченной катодным падением, для увеличения тока через прибор необходимо образование новых заряженных частиц. Этого можно достигнуть только путем повышения разности потенциалов на электродах, приводящего к увеличению объемной и поверхностной ионизации. Такой разряд (область 5) называется аномальным тлеющим разрядом.

Различают поверхностную и объемную ионизацию газа. Причиной поверхностной ионизации является эмиссия электронов с поверхности твердых тел (катодов ионных приборов) за счет дополнительной энергии, сообщаемой атомам этих тел при нагреве (термоэлектронная эмиссия), освещении (поверхностный фотоэффект), ударах быстролетящих частиц (вторичная эмиссия) и др. Атомы газа, взаимодействуя с положительно заряженной поверхностью катода, излучающего электроны, могут превращаться в ионы.

Степень объемной и поверхностной ионизации оценивают коэффициентами а и у, определяющими число свободных электронов, полученных соответственно на один электрон или ион (для объемной ионизации на единицу длины пути электрона).

Таким образом, если разность потенциалов на электродах прибора UА > 0, то убыль заряженных частиц, участвующих •в создании тока через прибор, может восполняться в результате объемной и поверхностной ионизации.

между электродами остаются неизменными. Это постоянство напряжения при изменении тока через прибор, характерное для тлеющего разряда, лежит в основе работы стабилитронов. После того как вся поверхность катода окажется охваченной катодным падением, для увеличения тока через прибор необходимо образование новых заряженных частиц. Этого можно достигнуть только путем повышения разности потенциалов на электродах, приводящего к увеличению объемной и поверхностной ионизации. Такой разряд (область 5) называется аномальным тлеющим разрядом.

Интенсивность указанных процессов характеризуется коэффициентом поверхностной ионизации Y, равным числу освобождаемых с катода электронов, приходящихся на один положительный ион, попадающий на поверхность катода. Экспериментально определенные значения коэффициента у при разряде в воздухе (в зависимости от материала катода) при низких давлениях имеют следующие значения:

чтобы они, подойдя к катоду, освободили с его поверхности один или больше электронов. В таком случае разряд будет поддерживаться процессами объемной и поверхностной ионизации и его существование не будет зависеть от действия естественных ионизаторов. Это условие может быть выражено математически.

Теория ударной ионизации (теория Таунсенда), объясняющая развитие разряда как результат объемной ударной ионизации электронами и поверхностной ионизации на катоде, применима только при начальных стадиях разряда при малых значениях pS, когда влияние объемных зарядов на развитие пробоя незначительно.

Для эффективного осуществления поверхностной ионизации на нагретой поверхности из щелочных металлов наиболее подходящим оказался цезий, потенциал ионизации которого равен 3,88 В. Давление паров цезия в преобразователях регулируется, как правило, температурой специального цезиевого резервуара, сообщающегося с межэлектродной областью.