Составляющей эмиттерного

Для получения более высоких' энергий заряженных частиц, в частности электронов, можно использовать линейные резонансные ускорители электронов с бегущей волной. Ускоряющей системой таких установок является цилиндрический диафрагмированный волновод, которым возбуждается бегущая электромагнитная волна типа ?oi с фазовой скоростью, равной скорости электронов, которые вводятся в волновод с помощью высоковольтной электронной пушки. Режим инжекции импульсный, а энергия инжекции составляет обычно 30—100 кэВ. Двигаясь вдоль волновода, электроны ускоряются продольной составляющей электрического поля бегущей волны и непрерывно наращивают энергию, перемещаясь вместе с волной. В конце волновода электроны выводятся нагружу через специальные окна. Подобные ускорители называют волноводными. На практике используются линейные ускорители с энергией 1,2 и 20 ГэВ.'При энергиях менее 10 ГэВ линейные ускорители являются более дорогими установками, чем циклические ускорители электронов.

Таким образом, реактивная мощность Q пропорциональна среднему за четверть периода значению энергии, которая отдается источником питания на создание переменной составляющей электрического и магнитного поля индуктивной катушки и конденсатора.

Электрическое поле в коллекторном переходе транзистора состоит из постоянной составляющей, созданной внешним источником питания в цепи коллектора, и переменной составляющей, возникающей при экстракции неосновных носителей из базы в коллекторный переход. Мгновенные значения переменной составляющей электрического поля в любой момент времени направлены в сторону, противоположную постоянной составляющей.

Поэтому дырка, проходя по коллекторному переходу, взаимодействует сразу с двумя составляющими электрического поля. От постоянной составляющей электрического поля дырка забира-

ет энергию, двигаясь по направлению этой составляющей. Одновременно, двигаясь против мгновенных значений переменной составляющей электрического поля, дырка отдает часть своей энергии переменной составляющей.

Происходит своеобразное перекачивание энергии от постоянной составляющей электрического поля к переменной составляющей. Посредниками в этом перекачивании энергии являются носители заряда, инжектированные из эмиттера и дошедшие до коллекторного перехода. Для их инжекции требуется произвести относительно небольшую работу, так как высота потенциального барьера эмиттерного перехода мала.

иых транзисторов. В МДП-транзисторе до возникновения канала почти все напряжение источника питания в цепи стока падало на полупроводнике между истоком и стоком, создавая относительно большую постоянную составляющую напряженности электрического поля. Под действием напряжения на затворе в полупроводнике под затвором возникает канал, по которому от истока к стоку движутся носители заряда — дырки. Дырки, двигаясь по направлению постоянной составляющей электрического поля, разгоняются этим полем, и их энергия увеличивается за счет энергии источника питания в цепи стока. Одновременно с возникновением канала и появлением в нем подвижных носителей заряда уменьшается напряжение на стоке, т. е. мгновенное значение переменной составляющей электрического поля в канале направлено противоположно постоянной составляющей. Поэтому дырки тормозятся переменным электрическим полем, отдавая ему часть своей энергии.

Фазовращатель с диэлектрической пластиной ( 8.17) состоит из отрезка волновода и диэлектрической пластины, которая устанавливается в нем параллельно поперечной составляющей электрического поля. Диэлектрическая .пластина может плавно перемещаться от узкой стенки к середине широкой стенки. Уменьшение фазовой скорости волны, обусловленное расположением пластины в поле, приводит к фаэовому сдвигу волны на выходе фазовращателя. При волне типа //ю в прямоугольном волноводе наибольшее замедление будет иметь место, когда пластина будет в районе середины широкой стенки. Пластина на концах имеет срезы для уменьшения отражений. Фазовращатель •должен иметь механизм перемещения и отсчета положения. Шкала должна

канал не имеет четкой нижней границы, так как по мере удаления от поверхности концентрация электронов непрерывно уменьшается. Основная часть электронов концентрируется вблизи поверхности на расстоянии близком дебаев-ской длине экранирования (1.38). Для используемых на практике уровней легирования подзатворной области это значение весьма мало (10—30 нм). Постоянство плотности заряда электронов вдоль канала при f/си =0 ( 5.5, о) отражено постоянством условной толщины канала. Стрелки показывают распределение вертикальной составляющей электрического поля.

Количественный анализ статических характеристик и параметров транзистора основан на вычислении распределений напряженности электрического поля и концентрации носителей заряда у поверхности путем совместного решения уравнений Пуассона (1.33) и непрерывности (1.23). Эти уравнения не являются одномерными, так как вектор напряженности электрического поля имеет как продольную ,(в направлении канала), так и поперечную (перпендикулярную каналу и поверхности) составляющие. Такая задача может быть решена только численными методами на ЭВМ. В то же время для целей моделирования схем и анализа параметров транзисторов необходимы достаточно простые аналитические выражения ВАХ. Чтобы их получить, используют ряд допущений. Важнейшее из них, называемое приближением плавного канала, состоит в том, что значение продольной составляющей электрического поля Qv

Таким образом, реактивная мощность Q пропорциональна среднему за четверть периода значению энергии, которая отдается источником питания на создание переменной составляющей электрического и магнитного поля индуктивности и емкости.

Схема усилительного каскада с общим коллектором (каскад ОК) приведена на 5.11. В этом каскаде основной резистор, с которого снимается выходное напряжение, включен в эмиттерную цепь, а коллектор по переменной составляющей тока и напряжения соединен непосредственно с общей точкой усилителя, так как падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника коллекторного напряжения от переменной составляющей тока незначительно. Таким образом, можно считать, что входное напряжение подается между базой и коллектором через конденсатор С, а выходное напряжение, равное падению напряжения на резисторе R3 от переменной составляющей эмиттерного тока, снимается между эмиттером и коллектором через конденсатор связи Сс.

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.

Практически наиболее часто используется схема температурной стабилизации с делителем напряжения в цепи базы и отрицательной обратной связью по постоянной составляющей эмиттерного тока ( 6.38).

6.38. Схема температурной стабилизации с делителем напряжения в цепи базы и отрицательной обратной связью по постоянной составляющей эмиттерного тока

Эффективность эмиттера оценивается коэффициентом инжек-ции уи. Для БТ со структурой п-р-п он равен отношению электронной составляющей эмиттерного тока к общему току эмиттера: уи = /ЭпДэ- У современных транзисторов ун« 0,999.

соответствует измерению а = /к//э при гармоническом токе, где /э — амплитуда гармонической составляющей эмиттерного тока; /к — соответствующая ей амплитуда гармонической составляющей коллекторного тока. 3.38 Частоту сигнала, при которой

характеризующим эффективность работы эмиттера. Для уменьшения электронной составляющей эмиттерного тока базу насыщают примесью незначительно. Удается обеспечить у = 0,990 -=- 0,995. В коллекторе и базе следует также учитывать обратный ток коллекторного перехода /к0> образованный неосновными носителями областей базы и коллектора:

равный дырочной составляющей эмиттерного тока_за вычетом тока, обусловленного рекомбинацией дырок в базе. "

в противоположных направлениях. Но в транзисторах, как было сказано выше, концентрация носителей заряда в базе значительно меньше, чем в эмиттере. Это приводит к тому, что число дырок, инжектированных из эмиттера в базу, во много раз превышает число электронов, движущихся в противоположном направлении. Следовательно, почти весь ток через эмиттерный р-п переход обусловлен дырками. Эффективность эмиттера оценивается коэффициентом инжекции у, который для транзисторов типа р-п-р равен отношению дырочной составляющей эмиттерного тока к общему току эмиттера:

3) отношением дырочной составляющей эмиттерного тока к общему току эмиттера (для транзистора прп);

5) отношением дырочной составляющей эмиттерного тока к общему току эмиттера (для транзистора рпр).