Рассеяния электронов

В момент времени tu изменяется направление тока базы и начинается рассасывание носителей заряда, накопленных на базе в режиме насыщения ( 3.29, в, 3). В момент из-

где величины, отмеченные дополнительным индексом «пз», характеризуют процессы в базе паразитного транзистора. Утечка носителей через эмиттерныи переход паразитного транзистора ускоряет рассасывание носителей в базе рабочего транзистора. Количественно это отражается на величине тн экв, которая оказывается меньше, постоянной времени т„ (так как тнтотспз > т,,.„3Tajv).

Диоды смещения Дсм (см. 7.6) должны обладать возможно меньшим током утечки, так как это способствует увеличению тока базы инвертора Т, а следовательно, повышению нагрузочной способности элемента, поэтому в ИМС, не легированных золотом, в качестве диодов смещения применяются диоды с закороченным коллектором. Такое включение почти во всех отношениях удовлетворяет требованиям, предъявляемым к диодам смещения: достаточно большое напряжение отпирания (способствующее повышению помехоустойчивости ИМС), малое прямое сопротивление (дающее возможность уменьшить потери в цепи смещения после отпирания диодов). Недостатком диода с закороченным коллектором является малое время рассасывания, что приводит к 'быстрому запиранию диодов смещения. При этом еще до выхода из насыщения транзистора Гего базовая цепь отключается от диодной сборки, поэтому затягивается рассасывание носителей из области базы транзистора, так как он запирается сравнительно малым током, отбираемым от источника EI через высокоомный резистор Ка-

После отпирания входных диодов начинается рассасывание носителей в базе инверторов элементов II группы. Если в течение времени рассасывания диоды смещения остаются открытыми, то на этой стадии ток коллектора предыдущего инвертора 1а, ответвляясь в базы насыщенных инверторов элементов II группы, приводит к уменьшению токов их баз /6Ш, заметно сокращая время рассасывания

Если диоды смещения быстро запираются, то рассасывание носителей в базе происходит под действием сравнительно малого тока /бз « — ^2/^2, поэтому возрастает время рассасывания

После отпирания эмиттеров МЭТ начинается рассасывание носителей в базе инверторов элементов II группы, которое заканчивается за время tpac, определяемое по (7.10). На последующих стадиях переходного процесса происходит спад 1/вых/ и нарастание ивых// с постоянными времени соответственно тэк

Сравнивая (3.93) и (3.94), легко видеть, что во втором случае время выключения существенно уменьшается. Реально гш + гБрая имеют некоторое конечное значение, но тем не менее с помощью эмиттерной шун-тировки можно ускорить рассасывание носителей в n-базе и уменьшить время выключения.

Слагаемые в правых частях уравнений математически отражают возможные причины изменения концентрации носителей во времени: накопление носителей за счет генерации Д§, рассасывание носителей при рекомбинации Др/тР, Дл/т*, накопление или рассасывание носителей, обусловленное неравенством потоков, втекающих и вытекающих из не-

При запирании диода начинается рассасывание избыточных носителей, накопленных в базе. По мере уменьшения заряда в базе уменьшается и напряжение на переходе. Но пока переход смещен в прямом направлении, ток диода определяется параметрами внешней цепи. Время, в течение которого завершается рассасывание носителей, накопленных у перехода, определяется формулой

Емкость транзистора в диодном включении определяется зарядной емкостью соответствующего перехода. Если требуется быстродействующий диод с возможно малым временем рассасывания носителей в базе, то следует использовать эмиттерныи переход, закоротив коллекторный ( 2.4, г). При таком включении, когда диод отпирается, транзистор работает в активной области, так как коллекторный переход оказывается смещенным в обратном направлении падением напряжения на объемном сопротивлении гб, поэтому рассасывание носителей, накопленных у эмиттерного перехода, происходит за время, сравниваемое с постоянной времени та# <^ тн. Если же требуется диод с большим временем рассасывания, то рекомендуется использовать схемы диодного включения, показанные на 2.4, а, б, в, д. 40

При подаче управляющего импульса диод остается открытым до тех пор, пока не заканчивается рассасывание носителей, накопленных у эмиттерного перехода. В течение этого времени емкость нагрузки Сн заряжается не только током, отбираемым от источника Е, но также и током, поступающим от источника управляющих сигналов, 48

4.8. Модели зеркального (а) и диффузного (б) рассеяния электронов в тонких пленках; скачкообразное перемещение электронов в магнитном поле при зеркальном отражении их от поверхности (в); график зависимости а(Н) (г); пленочная структура полупроводник — диэлектрик — полупроводник (д); иллюстрация квантовых размерных эффектов в случае: расположения дискретных энергетических уровней в зонах проводимости полупроводниковых пленок при eU = 0 (e), eU <. %2 — %^ (ж),

В процессе внедрения ионов простые дефекты могут скапливаться в локализованных областях — кластерах, в которых сохраняется основная кристаллическая структура. Кластер имеет сложную структуру и состоит из ядра, насыщенного дивакан-сиями, и оболочки, где основным видом дефектов являются ассоциации вакансий с примесными атомами. Увеличение числа кластеров и их размеров с ростом дозы облучения приводит к их перекрытию и в конечном счете к полному разупорядо-чению решетки, т. е. к ее аморфизации. Аморфизация структуры при больших дозах радиации характерна для всех полупроводников, но склонность к ней снижается с ростом доли ионной или металлической связи в кристалле. Образование аморфизованного слоя на поверхности полупроводника может быть зафиксировано на электронограммах поверхности: исчезают линии Кикучи, характерные для рассеяния электронов в монокристаллах.

где С4 — коэффициент пропорциональности; Е — энергия процесса электромиграции; Т — абсолютная температура; т — среднее время свободного пробега электрона; 0 — сечение рассеяния электронов; / — плотность тока в проводнике.

Сечение рассеяния электронов определяется из соотношения

Для уменьшения рассеяния электронов защитной сеткой ее делают редкой и располагают по возможности ближе к аноду.

В действительности ширина линии при экспонировании перемещающимся электронным пучком больше расчетной вследствие рассеяния электронов в фоторезисте и отражения их от подложки. Исследованиями установлено, что ширина линии возрастает по сравнению с расчетной на величину, примерно равную толщине фоторезиста. Как и в случае фотолитографии, минимальная толщина резиста ограничена дефектами пленки резиста и стойкостью ее к травителям.

Подвижность носителей в «-кремнии при низких температурах (150 К) уменьшается примерно на порядок при облучении потоком нейтронов Ф„ = 3-1014 нейтр/см2, а при комнатной температуре — примерно в 2 раза. Снижение подвижности связано с увеличением рассеяния электронов

Для уменьшения рассеяния электронов защитной сеткой ее делают редкой и располагают по возможности ближе к аноду.

В действительности ширина линии при экспонировании перемещающимся электронным пучком больше расчетной вследствие рассеяния электронов в фоторезисте и отражения их от подложки. Исследованиями установлено, что ширина линии возрастает по сравнению с расчетной на величину, примерно равную толщине фоторезиста. Как и в случае фотолитографии, минимальная толщина резиста ограничена дефектами пленки резиста и стойкостью ее к травителям.

и если оба компонента имеют одинаковый тип кристаллической решетки, то они способны образовать твердые растворы замещения при любом соотношении между компонентами сплава. Твердые растворы внедрения образуются в том случае, когда атомы одного компонента имеют значительно меньшие размеры, чем атомы другого. Кроме двухкомпонент-ных сплавов, применяют сплавы из трех и более компонентов. Проводимость твердого раствора ниже, чем его компонентов. Так, например, сплавляя медь и никель в соотношении 6 : 4, получают сплав, проводимость которого почти в 30 раз ниже чем у меди, и примерно в 7 раз чем у никеля; сплав имеет весьма небольшой температурный коэффициент сопротивления TKR ( 21.1). В металлах концентрация свободных электронов с ростом температуры не меняется; но их подвижность, а следовательно и проводимость металла падает с ростом температуры благодаря возрастанию рассеяния электронов. В твердых растворах с искажённой решеткой это рассеяние уже настолько велико, что повышение температуры на нем почти не сказывается. Этим объясняется низкое значение TKR таких сплавов. В качестве одной из характеристик металлов и сплавов часто используют не проводимость 7. а удельное сопротивление р и выражают его ом -мм?/м. •

v да 5 • 103м/с, А,ф да 10~9M, t;P да 10е м/с, А,Р да 10~8м. Подставив это, получим /(реш//(эл » 5-Ю"2. Следовательно, теплопроводность типичных чистых металлов практически полностью определяется теплопроводностью электронного газа. Только в металлических сплавах, в которых преобладающим механизмом рассеяния электронов становится рассеяние на примесях, А* по порядку величины может сравняться с А,ф и вклад в теплопроводность электронного газа в этом случае может быть примерно таким же, как и вклад решетки.