Разделяются электрическим

С учетом этих ограничений и того, что оптическое изображение является плоским, математическая модель изображения описывается двухмерной функцией, изменяющейся во времени и по длинам волн: а(х, у, t, К). Такое представление соответствует цветному изображению, поскольку спектральный состав света связан с понятием о цвете. Черно-белое изображение описывается функцией с разделяющимися переменными а(х, у, t, К} = а(х, у, t)a(K) = L(x, у, t), так как преобразователь свет — сигнал в этом случае реагирует только на мощность излучения (находится путем интегрирования в пределах видимого диапазона произведения a(X,)S(X), где S(A,) — спектральная чувствительность преобразователя к колебаниям разной длины волны*).

уравнение с разделяющимися переменными zdz = —gK (f — Я (Ф))иФ, которое можно проинтегрировать:

Уравнение (16.25) — это уравнение с разделяющимися переменными

Это уравнение с разделяющимися переменными. Из (б) следует, что для перехода из точки / в точку 4 ( 16.10, в) под действием импульса тока i длительностью /„ должно выполняться соотношение

Это соотношение представляет собой дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными. Поэтому

Решая это дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными при граничных условиях:

Решая дифференциальное уравнение с разделяющимися переменными (4.64) с граничными условиями

Уравнение (16.30) представляет собой уравнение с разделяющимися переменными:

Это уравнение с разделяющимися переменными. Из (16.34) следует, что для перехода из точки 1 в точку 4 ( 16.8, в) под действием импульса тока « длительностью /и должно выполняться соотношение

Это — уравнение с разделяющимися переменными, которое легко интегрируется:

Уравнение (14.9) представляет собой уравнение с разделяющимися переменными

В полупроводниковых фотоэлементах используется свойство р-п-перехода преобразовывать световую энергию в электрическую (фотогальванический эффект). Если p-n-переход и непосредственно прилегающие к нему р- и л-области подвергаются действию света, то поток фотонов создает некоторое количество носителей заряда — электронов и дырок ( 4.12). На границе p-n-перехода электронно-дырочные пары разделяются электрическим полем. Дырки переходят в р-области, а электроны в и-области. Основные носители заряда задерживаются

Какие же физические процессы приводят к пробою транзистора при данных условиях? Если ток базы зафиксирован (например, при разомкнутой цепи базы или при включении в нее достаточно большого сопротивления), то в транзисторе начинает проявляться обратная связь. Образующиеся при лавинном размножении пары носителей заряда разделяются электрическим полем коллекторного перехода: неосновные для базы носители уходят в коллектор, а основные — в базу ( 4.12). Таким образом, в базе создается избыточный заряд основных носителей и соответственно изменяется ее потенциал. Получающееся при этом напряжение открывает эмиттерный переход и увеличивает ток эмиттера.

Устройства преобразования изображения в электрические сигналы. Принцип действия таких устройств основан на том, что при освещении ПЗС в полупроводнике около его поверхности образуются пары носителей заряда электрон — дырка, которые разделяются электрическим полем потенциальной ямы под затвором секции переноса. Образующиеся при поглощении квантов света носители заполняют потенциальные ямы пропорционально освещенности данной области ПЗС. Если затем произвести обычным путем сдвиг записанной световой информации, то сигнал на выходе ПЗС будет повторять распределение освещенности, т. е. будет выделена строка изображения. Так же может быть выделена следующая строка и т. д. В настоящее время созданы передающие камеры с ПЗС, достигающие обычного телевизионного стандарта по разрешающей способности, в том числе и для цветного телевидения.

Фотоносители диффундируют в глубь n-области. Ширина n-области w такова, что основная доля созданных излучением фотоносителей не успевает рекомбинировать в п-ов-ласти и доходит до границы р-п перехода (x = w). Электроны и дырки разделяются электрическим полем р-п перехода напряженностью Е0, при этом дырки переходят в р-область, а электроны не могут преодолеть поле перехода и скапливаются у границы р-п перехода в n-области. Та-

В p-/-/i структуре /-область заключена между двумя областями противоположного типа электропроводимости и имеет удельное сопротивление, в 106—107 раз большее, чем сопротивление легированных областей п- и р-типов. При достаточно больших обратных напряжениях сильное и почти однородное электрическое поле напряженностью Е распространяется на всю /-область. Поскольку эта область может быть сделана достаточно широкой, такая структура создает основу для получения быстродействующего и чувствительного приемника. Дырки и электроны, появившиеся в /-области за счет поглощения излучения, быстро разделяются электрическим полем. Энергетическая диаграмма p-i-n диода при обратном смещении представлена на

2 — диэлектрический слой; 3 и 4 — эмиттерные области соответственно п+- и р-типа; 5 и 6 — базовые области р-и и-типа; 7—выводы фототиристора (УЭ — управляющий электрод, Э — эмиттер); /?н — резистор нагрузки. Оптический сигнал генерирует неравновесные носители в базовых областях 5 и 6 фототиристора, образующих р-п-переход, смещенный внешним источником Еа в обратном направлении. Носители разделяются электрическим полем р-п-пе-рехода. Через переход протекает фототок, а в базовых областях 5 и 6 накапливаются основные носители, понижающие потенциальный барьер эмиттерных переходов. Снижение потенциального барьера повышает инжекцию носителей из эмиттеров в базы. В дальнейшем процесс включения фототиристора происходит так же, как и при подаче импульса управляющего тока в цепь его базы (см. § 6.2). Фототиристор остается во включенном состоянии после окончания импульса светового потока. Для его выключения необходимо уменьшить напряжение или ток до значений, меньших напряжения или тока удержания (см. § 6.1). Сопротивление фототиристора во включенном состоянии единицы и доли ом, в выключенном — сотни килоом. Фототиристор эквивалентен фотодиоду VD, фототок которого управляет включением тиристора VT ( 7.19, в).

р-п переход и непосредственно прилегаю- 4.1. Электронно-ды-щая к нему часть р- и n-областей подвер- рочный переход под воз-гаются действию света ( 4.1). Поток действием света падающих на полупроводник фотонов создает в нем некоторое количество подвижных носителей зарядов — электронов и дырок. Часть из них, диффундируя к переходу, достигает его границы, не успев рекомбинировать. На границе перехода электронно-дырочные пары разделяются электрическим полем перехода. Неосновные носители, для которых поле р-п перехода является ускоряющим, выбрасываются этим полем за переход? дырки в р-, а электроны в n-области. Основные носители зарядов задерживаются полем перехода в своей области. В результате происходит накопление нескомпенсированных зарядов и на р-п переходе • создается добавочная разность потенциалов, называемая фото-электродвижушрй силой (фото-э. д. с.).

Кроме того, используют фотогальванический режим, который состоит в том, что при освещении непосредственно р-п перехода образующиеся в нем электронно-дырочные пары разделяются электрическим полем, обусловленным контактной разностью потенциалов. В результате на выводах прибора появляется фотоэлектродвижущая сила, а при его включении в замкнутую цепь — электрический ток.

Фотодиоды с барьером Шотки обладают рядом преимуществ по сравнению с фотодиодами, у которых потенциальный барьер, разделяющий носители тока, находится в объеме полупроводника. Повышенная УФ чувствительность" в данном случае связана с тем, что возбуждаемые светом носители тока разделяются электрическим полем у самой поверхности, т. е. непосредственно в области поглощения квантов высоких энергий. Для создания поверхностно-барьерных структур не требуется проводить нагрев полупроводника до высоких температур. Это означает, что свойства исходного материала остаются практически неизменными.

—Ху) называется слоем умножения. Электроны и дырки разделяются электрическим полем и экстрагируются из области объемного заряда. Дырки сразу переносятся из слоя умножения в р+-область, а электроны проходят через область объемного заряда в я+-область. В момент максимума следующего положительного полупериода образуется новый сгусток электронов, который дрейфует К «+-области, и т. д. Таким образом, ток через диод модулируется с частотой приложенного переменного напряжения.