Собирания носителей

Для резонанса токов характерно, что общий ток при определенном сочетании параметров цепи может быть значительно меньше токов

В большинстве задач электромеханики при наличии математической модели1 необходимо путем перебора параметров ЭП отыскать оптимальные показатели при определенном сочетании параметров. Как уже отмечалось, изменение одного параметра при неизменных других не дает возможности найти нужные соотношения и требует больших затрат машинного времени. Метод ПЭ позволяет правильно провести' эксперимент и обеспечивает уменьшение числа опытов.

В большинстве задач элепромеханики при наличии математической модели необходимо путем перебора параметров ЭП отыскать оптимальные показатели при определенном сочетании параметров. Как уже отмечалось, изменение одного параметра при неизменных других не дает возможности найти нужные соотношения и требует больших затрат машинного времени. Метод ПЭ позволяет правильно провести эксперимент и обеспечивает уменьшение числа опытов.

Для резонанса токов характерно, что общий ток при определенном сочетании параметров цепи может быть значительно меньше токов

К активным компонентам относятся также электронные лампы, транзисторы и т. п., так как при определенном сочетании параметров для этих компонент выполняется соотношение (2-9).

Излучающие диоды используются в качестве излучателей в различных схемах индикации, отображения информации, в волоконно-оптических линиях связи и во многих других устройствах, при этом диод выступает как отдельный самостоятельный элемент устройства — как дискретный оп-тоэлектронный прибор, или может входить в состав другого оптоэлектронного прибора, например оптопары. Во втором случае излучающая структура должна обеспечить одновременно высокую мощность излучения, возможно более узкую диаграмму направленности и высокое быстродействие. Только при таком сочетании параметров излучатель хорошо согласуется с фотоприемником оптопары и характеристики оптопары оптимальны. Для излучающих диодов, не входящих в состав оптопары, требования к направлен-

значение у = Ф = и при выбранном сочетании параметров, имеющее место при а = 0, равно ~2,4. Это значение превышает значение и, ограничивающее падающий участок в. а. х.

Из формулы (17.35) следует, что исследуемый при данном сочетании параметров схемы симметричный режим будет устойчив, если знаменатель формулы (17.35) будет положителен, и неустойчив, если

Для резонанса токов характерно, что общий ток при определенном сочетании параметров цепи может быть значительно меньше токов в каждой ветви. Например, в идеальной цепи, когда гг = г2 = О (см. 3.18, а), общий ток равен нулю, так как цепь не потребляет активной мощности, а токи ветвей с емкостью и индуктивностью существуют; они равны по величине и сдвинуты по фазе на 180°. Резонанс в цепи при параллельном соединении потребителей называется резонансом токов.

Волновые сопротивления двигателей примерно на два порядка ниже, чем у трансформаторов, поэтому уровни перенапряжений при обычном срезе тока также значительно ниже. Однако включение двигателя или отключение его пускового тока, как правило, сопровождается многократными повторными зажиганиями и воздействиями волн перенапряжений с крутым фронтом. При определенном сочетании параметров схемы и начальных условий наблюдается постепенное нарастание максимумов волн (эскалация напряжений), при котором они могут достигать 5-кратных значений по отношению к фазному напряжению двигателя.

где к — коэффициент собирания носителей заряда, определяющий число пар носителей зарядов, не рекомбинирующих в толще и на поверхности полупроводника и достигающих запирающего слоя

где к — коэффициент собирания носителей заряда, определяющий число пар носителей зарядов, не рекомбинирующих в толще и на поверхности полупроводника и достигающих запирающего слоя

Движение тока в биполярных транзисторах основано на явлениях ин-жекции, переноса и собирания носителей. При этом в качестве основных носителей могут использоваться как электроны, так и дырки. Отсюда и

Активный режим работы транзистора в ключевом применении имеет место на фронтах переходного процесса переключения и характеризуется прямым смещением одного из переходов. При прямом смещении эмит-терного перехода активный режим называется нормальным. То есть в этом режиме эмиттер и коллектор транзистора выполняют свойственные им функции инжекции и собирания носителей тока. Несимметрия реальной структуры не располагает к свойству обратимости функций переходов, и, как правило, схемное инверсное включение транзистора на практике применяется крайне редко. Однако возможна физическая инверсия функций переходов, например, в процессе запирания биполярною транзистора очень большим отрицательным током базы, когда первым восстанавливает запирающие свойства эмиттерный переход при прямом смещении на коллекторном.

Окамото и др., базируясь на другой концепции неосновных носителей, присущей солнечным элементам на основе a-Si, вывели основные соотношения для эффективности собирания носителей, темновой и световой ВАХ в зависимости от приложенного напряжения смещения YU и от спектра падающего света [13]. Физическими параметрами в этих соотношениях являются: произведения подвижности на время жизни для электронов (Иптп) и дырок (МрТр); параметры эффективной поверхностной рекомбинации 3„ и Sp, определенные как скорости эффективных поверхностных рекомбинаций на рЦ (S'p/j)- и i\n (S,•/„)-границах раздела, деленные на подвижность электронов и дырок соответственно; внутреннее электрическое поле в пределах г-слоя Е(х). Такое теоретическое рассмотрение учитывает как диффузионную, так и дрейфовую компоненты потока заряда в процессе собирания носителей. В этом смысле такая теория является общей для свойств перехода и может быть применена не" только к солнечным элементам на основе a-Si, но с некоторым видоизменением и к солнечным элементам на основе кристаллического материала.

На 5.1.4 показаны типичные спектры эффективности сбора носителей н положения Хс, нормализованные на /, в зависимости от отношения м„т;/мрТр [ 1 3] (при этом подразумевается, что свет падает на р-слой). Однако если требуется узнать результаты при освещении «-стороны, то следует только поменять местами индексы я и р. Для демонстрации общих закономерностей эти спектры представлены в зависимости от коэффициента поглощения. Из рисунка следует, что нормализованное положение Хс почти пропорционально величине дптп/ (1 + al) (иптп + Иртр)- ДРУ' гими словами, носители, имеющие большую величину произведения цт практически могут рассматриваться как лимитирующие эффективность собирания носителей, поскольку чем больше величина произведения ,ит для носителей, тем шире область генерации фотоносителей, где они выступают в качестве неосновных. Поэтому, как следует из 5.1.4, для достижения более высокой эффективности собирания носителей целесообразно, особенно в коротковолновой области, освещать р-слой, если иптп < < ЦрТр, наоборот.. Па рисунке показано также влияние диффузионного потенциала Vfo. По мере уменьшения V^ эффективность собирания носителей снижается.

5.1.4. Нормализованные значения эффективности собирания носителей Хс/1 и положения характеристической границы Хс в зависимости от коэффициента поглощения а для различных величин Ми^п/Мр^р [ '3)

Как показано на 5.1.5, эффективность собирания носителей существенно зависит от суммы произведений (м„т„ + Мртр). С ее уменьшением эффективность собирания носителей заметно снижается, а пик спектров сдвигается в более коротковолновую область. Кроме того, данные рисунка указывают на влияние поверхностной рекомбинации на лицевой стороне (p/i - поверхность раздела). Довольно большое снижение эффективности собирания носителей особенно наблюдается в более

5.1.5. Эффективность собирания носителей в зависимости от коэффициента поглощения а для различных значений суммы (Иптп + ^ртр\ см2/В, и параметра поверхностной рекомбинации 5„,В/см; на лицевой границе раздела [ 13]: / -Sn= 104; 2- 10"

коротковолновой области, когда значение параметра поверхностной рекомбинации Sn выше. Подтверждено, что поверхностная рекомбинация на тыльной стороне (//я - граница раздела) не оказывает заметного влияния на спектры эффективности собирания носителей.

Теория, описанная в предыдущем разделе, может быть использована не только для объяснения характерных особенностей солнечных элементов на основе a-Si, но и для оценки произведений подвижности на время жизни (^птп, МрТр) и параметров эффективной поверхностной рекомбинации (Sn, 5p) в реальных элементах. Вычисление этих физических параметров осуществляется на основе анализа спектров эффективности собирания носителей Tj(a, Va), как функции приложенного напряжения смещения Va. На практике лучше обрабатывать нормализованные спектры эффективности собирания 7j(a, Ka)/7j(a, 0), поскольку такая нормализация компенсирует спектральные зависимости оптической системы. Детальный анализ спектров т? (а, ^а)/т?(а, 0) показал, что со стороны низкого поглощения они главным образом определяются величинами M«rn + + грТр и Sn X Sp, а в области более высокого поглощения — отношением ИпТп/ИрТр и параметром эффективной поверхностной рекомбинации на лицевой стороне [11, 13]. Если получены экспериментальные зависимости *?(<*, Ka)/7?(a, 0) по крайней мере для двух приложенных напряжений в областях низкого и высокого поглощения, то могут быть подсчитаны значения ^птп, ^рТр, $п и 5р. Пример такой процедуры показан на 5.1.10 [12]. Для приведенных диаграмм свет падает нар-слой и предполагается, что диффузионный потенциал Vb составляет 0,9 В, а приложенное напряжение смещения Va для измерения нормализованной эффективности собирания носителей равны — 1,0 и 0,4 В. Подобные графики для случая падения света на n-слой можно легко получить только перестановкой индексов п и р на 5.1.10, б. Прежде всего, как можно видеть из 5.1.10, а, экспериментально полученные величины г)(а, Ka)/7j(a,0) в области более слабого поглощения (где a = 1,0 • 104 см'1) используют да определения ИпТп + ИрТр и Sn X5p. Затем, как указывается на< 5.1.10, а рассчитываются значения цптп + МрТр и Sn путем сравнения экспериментальных данных TJ(a, Ka)/7j(a, 0) в области более высокого