Вследствие туннельного

вследствие теплового движения (диффузия) и под действием поля коллектора (дрейф) достигают коллектора, образуя составляющую коллекторного тока /к.

Процесс растворения во многом связан с диффузионными процессами. Если внести в воду какое-либо твердое вещество, например поваренную соль или медный купорос, в первый момент времени будет растворяться внешний слой кристалла, а образовавшиеся свободные ионы Cu2+, Na+, Cl~, SOi~ вследствие теплового движения (диффузии) будут распределяться по всему объему раствора. Одновременно начинается растворение следующего слоя и так, пока не растворится весь материал или не превысится предел растворимости данного вещества.

Однако вследствие теплового расширения вещества количество

Диффузия примесей — это технологическая операция легирования — введения примесей в пластину или эпитаксиальную пленку. При высокой температуре (около 1000 °С) примесные атомы поступают через поверхность и распространяются вглубь вследствие теплового движения.

Среднее превышение температуры ввн к внутри корпуса над температурой окружающего корпус воздуха вследствие теплового сопротивления стенок корпуса будет больше превышения температуры вк поверхности корпуса, однако оно также пропорционально удельной мощности и может быть определено из выражения

2-91. Вследствие теплового движения электроны из области п будут переходить в область р (и там рекомбинировать с дырками), а дырки из области р—в область п (и рекомбинировать с электронами). Поэтому в области п, вблизи границы раздела, образуется положительный объемный заряд, а в области р — отрицательный объемный заряд. Область п приобре-

При первом способе смешения объем газовой смеси равен сумме объемов газа, из которых состоит смесь. Пусть, например, имеются два резервуара ( 3-23), в каждом из которых заключен какой-нибудь газ. Если эти резервуары соединены трубопроводом, на котором установлена задвижка, то через некоторый промежуток времени после открытия ее вследствие теплового движения молекул образуется равномерно распределенная по всему объему смесь; при этом предполагается, что смешиваемые газы не могут вступать

При нарушении двухэлектронных связей в кристалле одновременно возникают свободные электроны и дырки и число электронов равно числу дырок. Вследствие теплового движения происходит не только образование пар электрон — дырка, но и их воссоединение. Таким образом, при данной температуре в единице объема кристалла число пар в среднем остается постоянным. Например, при температуре 20° С в 1 см3 германия имеется около 2,5-1013 элек-

Вследствие теплового эрозионного воздействия одновременно с увеличением производительности снижается чистота обрабатываемой поверхности.

вследствие теплового движения образуются новые электроны и дырки. Электроны перемещаются против электрического поля в пограничном слое, а дырки — в противоположном направлении. Это обусловливает возникновение теплового тока iT, направленного слева направо ( 18-8,6). При отсутствии внешнего тока через полупроводник сумма этих токов равна нулю: IR + IT = 0. Включим теперь полупроводниковый диод в цепь постоянного тока в прямом, проводящем, направлении ( 18-9, а). Прямое направление, в котором диод обладает малым сопротивлением, соответствует протеканию тока от Р-слоя к JV-слою, когда приложенное напряжение уменьшает потенциальный барьер Дф в электронно-дырочном переходе на величину и„ ( 18-9,6). Благодаря снижению потенциального барьера, который препятствует диффузии, облегчается диффузия дырок и электронов в области N и Р соответственно. При этом увеличивается рекомбина-ционный ток 1д, а тепловой ток iT остается неизменным при данной температуре, так как зависит только от числа дырок и электронов, образующихся при тепловом движении. Теоретически рекомбина-ционный ток неограниченно возрастает с уменьшением потенциального барьера Дф — и„, т. е. с увеличением напряжения ип, приходящегося на электронно-дырочный переход. Зависимость тока i через диод, равного разности токов jR — iT, от напряжения на диоде, приблизительно равного напряжению ип на переходе, дана на 18-10.

В атомах парамагнитных веществ сумма магнитных моментов элементарных частиц, входящих в состав этих атомов, не равна нулю. Поэтому атомы таких веществ обладают магнитным моментом, отличным от нуля, и в ненамагниченном состоянии. Однако этот момент в окружающем пространстве не обнаруживается вследствие теплового движения атомов. При воздействии на парамагнитные вещества внешнего магнитного поля, с одной

Обращенный диод — диод на основе полупроводника с критической концентрацией примесей, в котором электрическая проводимость при обратном напряжении вследствие туннельного эффекта значительно больше, чем при прямом напряжении.

Необходимым условием для прохождения электронов через барьер вследствие туннельного эффекта является то, чтобы против занятого электроном состояния по одну сторону барьера находилось свободное состояние по другую сторону барьера. Такие состояния достигаются при приложении к переходу внешнего ^напряжения, которое вызывает смещение уровней Ферми в р — п-областях. При взаимном смещении часть уровней в валентной зоне и зоне проводимости материалов р- и л-типа перекрывается.

При приложении напряжения в обратном направлении возрастают перекрытие зон и вероятность туннельного перехода из р-в л-область, а вероятность перехода из п- в р-область практически падает до нуля. Обратный ток /0бР возрастает вследствие туннельного перехода валентных электронов р-области на свободные уровни зоны проводимости «-области. Процессу нарастания обратного тока соответствует участок / вольт-амперной характеристики ( 5.25).

таором. С ростом dn уменьшаются удельная крутизна и крутизна стокозатворной характеристики ( 4.7, а) и увеличивается пороговое напряжение. Для увеличения крутизны, а также ослабления эффекта подложки (см. 4.4) толщину диэлектрика обычно выбирают минимальной исходя из возможностей технологии. Однако при очень малом ^я<0,01 мкм) возможно протекание тока через диэлектрик вследствие туннельного эффекта, а также снижается напряжение пробоя диэлектрического слоя, что ухудшает параметры транзистора.

На границе металла суш ест-чует потенциальный барьер, который надо преодолеть электрону, чтобы выйти из металл?. Сила притяжения электрона х положительным нонам составляющим кристаллическую решетку металла, не позволяет выйти' ему за пределы поверхности металла. Часть, свободных электронов металла ушла на образование электронного облака над его поверхностью. Таким образом, в металле образуется недостаток электронов в сравнении с общим положительным зарядом ионов. Это обстоятельство также оказывает тормозящее действие на выход электронов. На рис, 4.22 изображена форма потенциального барьера на границе металла при ОТСУТСТВИИ внешнего поля (кривая /), при слабом (кри.чая 2) л при сильном (кривая 3) электрических полях. Ширина барьера п м>;сте прохождения определяется напряженностью поля; при слабом поле она больше, чем при сильном. Можно выделить пять характерных зон. Крайние зоны отвечают чистой автоэлектронной эмиссии при 7—0 (зона /) и чистой термоэлектронной эмиссии прк /.' — 0 (зона .5). Е зоне / элсктрочы имеют энергию, не превышающую уровня Ферми. В зонг.х 2 и 5 электроны г.анимают более высокие энергетические1 уровни. Н ,ю-нах 2 и 3 электроны покидают металл вследствие туннельного эффекта. Ток здесь зависит не только от ширины барьера, определяемой напряженностью внешнего поля Е, но и от -емпературы металла. Чем выше температура, тем более высокий энергетический уровень может иметь электпог. Для выхода из металла ему надо преодолеть потенциальный барьер, определяемый разностью между 1/:;,.,х (вершина) и собственном энергетическим уровнем, повышающимся с температурой. Вследствие того что эмиссия электронов в зона.ч 2 и 3 зависит от температуры металла и напряженности внешнего поля, она носят название термоавтоэлектронной. В зоне 4 наблюдается термоэлектронная эмиссия, интенсивность которой \спл1жлего1 вследствие эфгк кт,м Шоткн.

Симума кривой / = / (U) не наблюдается; но вследствие туннельного эффекта начальный участок прямой ветви становится более пологим. Если повернуть эту кривую на 180°, получится характеристика, напоминающая вольт-амперную характеристику диода, но отличающаяся очень малым сопротивлением при прямом напряжении (пунктирная кривая). Такие приборы называются обращенными диодами.

* До срастания кристаллов небольшая проводимость имеет место вследствие туннельного эффекта.

Симума кривой / = / (U) не наблюдается; но вследствие туннельного эффекта начальный участок прямой ветви становится более пологим. Если повернуть эту кривую на 180°, получится характеристика, напоминающая вольт-амперную характеристику диода, но отличающаяся очень малым сопротивлением при прямом напряжении (пунктирная кривая). Такие приборы называются обращенными диодами.

* До срастания кристаллов небольшая проводимость имеет место вследствие туннельного эффекта.

4. Протекание тока через окисные пленки. При наличии окис-ной пленки между зернами увеличение тока может происходить вследствие туннельного прохождения носителей через пленку, а также вследствие ее частичного пробоя.

Достоинством обращенного диода является малое падение напряжения на нем в пропускном направлении. Кроме этого, вследствие туннельного характера протекания тока в прямом направлении, обращенный диод сохраняет высокочастотные свойства туннельного диода. Недостатком обращенного диода является малое значение максимально допустимого напряжения в запирающем направлении. Поэтому они применяются при работе на малых сигналах в диапазоне высоких и сверхвысоких частот (детекторы, смесительные диоды и т. д. ).