Высокочастотный генератор

Это выражение для постоянной Холла не учитывает распределение электронов по скоростям и справедливо только для вырожденных полупроводников.

Отметим также, что диффузионный ток в случае использования вырожденных полупроводников оказывается на несколько порядков меньше тока в обычном р-п переходе. Это объясняется весьма малой концентрацией неосновных носителей из-за увеличения концентрации примесей. На 3.12 показана вольтамперная характеристи-

Поперечная ЭДС Ux, ток /, магнитная индукция В и толщина полупроводниковой пластинки h легко могут быть измерены, что позволяет вычислить значение коэффициента Холла X. В системе СИ коэффициент Холла измеряется в кубических метрах на кулон. Значение коэффициента, получаемое по формуле (8-7), справедливо только для вырожденных полупроводников, с очень большой концентрацией примеси, при которой энергия активации ее практически равна нулю и можно не учитывать распределения носителей заряда по скоростям, что и допускалось при выводе формул (8-6). Более точное значение коэффициента Холла для полупроводников с различной концентрацией примеси будет отличаться от получаемого по формуле (8-7) множителем А. Для полупроводников различных групп (с атомной, ионной решетками) численное значение А изменяется от единицы до двух в зависимости от механизма рассеяния носителей при различных температурах (например, для германия А « 1,18). Таким образом, для полупроводников «-типа

Разновидностью туннельных являются обращенные диоды, которые также изготовляют из вырожденных полупроводников, но с несколько меньшей концентрацией примесей. При обратном напряжении Uo6p ( 56) порядка нескольких десятков милливольт обращенный диод хорошо проводит ток, а при прямом напряжении t/np до 0,3—0,6 В ток через него невелик (участок /—2), а затем, начиная с точки 2. быстро увеличивается.

Из 7.9 видно, что с увеличением концентрации примеси угол наклона участка примесной проводимости уменьшается, что пол-•ностью согласуется с кривыми 6.7, а для концентрации носителей. У вырожденных полупроводников, у которых концентрация носителей заряда почти не зависит от температуры, угол наклона этого участка определяется зависимостью подвижности^от температуры.

туре 4,2 К сопротивление ртути практически скачком падало до нуля ( 7.12). Ртуть переставала оказывать сопротивление прохождению электрического тока. Это явление получило название сверхпроводимости. В настоящее время оно установлено у сотен веществ — чистых металлов, металлических сплавов и интерметаллических соединений и даже у некоторых вырожденных полупроводников. Температура перехода в сверхпроводящее состояние, которая называется критической температурой перехода Ткр, колеблется у разных веществ от сотых долей градуса абсолютной шкалы до «20 К.

При выводе формулы (9.28) мы учитывали лишь скорость направленного движения электронов (дрейфовую скорость). Это естественно, так как хаотическое тепловое движение носителей-заряда не может привести к их направленному перемещению в магнитном поле. Кроме того, мы молчаливо допускали, что все носители в проводнике обладают одной и той же дрейфовой скоростью. Такое допущение может быть оправдано для металлов и вырожденных полупроводников, в которых ток переносится электронами, практически обладающими одной и той же энергией (фермиев^ ской), и совершенно не применимо к невырожденным полупроводникам, в которых носители, имеющие различную энергию, могут обладать и различной скоростью дрейфа из-за зависимости их подвижности от скорости теплового движения (точнее, от времени свободного пробега). Например, при рассеянии на заряженных примесях дрейфовая скорость высокоэнергетических носителей (носителей, обладающих высокими скоростями теплового движения) будет больше, чем низкоэнергетических; при рассеянии же на тепловых колебаниях решетки, наоборот, дрейфовая скорость высокоэнергетических электронов будет ниже, чем низкоэнергетических. Более строгая теория, учитывающая это обстоятельство, приводит к следующему выражению для постоянной Холла:

Наиболее 'распространенным типом полупроводниковых ОКГ являются ин-жекционные генераторы на р-п-пгереходе из вырожденных полупроводников. Под ( 10.19) уменьшается

2.22. Межзонные переходы в р—/г-перехо-де из вырожденных полупроводников при прямом смещении

На 6.1,а показана энергетическая диаграмма контакта двух вырожденных полупроводников р- и «-типа. Ширина р—«-перехода между вырожденными полупроводниками достаточно мала для того, чтобы электроны из зоны проводимости «-области могли туннелиро-вать на свободные уровни в валентной зоне р-области и

Как следует из изложенного, для образования вольт-амперной характеристики N-типа необходимо, чтобы с ростом напряжения туннельный ток сначала увеличивался, а затем уменьшался. Кроме р — «-перехода из вырожденных полупроводников, это возможно и в других структурах, например в контакте вырожденного «-полупроводника с металлом, разделенных слоем диэлектрика— окисла (МДП-структура на 6.5,а). Максимум тока здесь также соответствует напряжению, при котором Е-р в металле расположен напротив Ev полупроводника. При дальнейшем росте напряжения ток уменьшается вследствие увеличения высоты потенциального

Вариация реактивной проводимости. Изменение (вариация) реактивной проводимости осуществляется обычно изменением емкости колебательного контура. В схеме используется высокочастотный генератор с фиксированной частотой. С ним слабо связан измерительный колебательный контур, содержащий катушку индуктивности и конденсатор переменной емкости ( 4-10, а), па-, раллельно которому может присоединяться испытуемый образец. Генератор работает в режиме неизменного тока, поэтому напряжение на параллельном колебательном контуре ( 4-11, а) при изменении реактивной проводимости (обычно емкости) контура переходит через максимум, а затем уменьшается. Наибольшее напряжение на контуре отвечает состоянию резонанса В контуре есть потери, поэтому эквивалентная схема, помимо L и С, содержит про-водимость gK, "соответствующую потерям ( 4-11,6). Если по

10-5. Радиально-осевая схема самовентиляции (высокочастотный генератор)

При постоянном и стабильном значении Т0 код N прямо пропорционален fx. Точность измерения частоты fx зависит от точности задания интервала То. Современные цифровые частотомеры в качестве датчика интервала времени содержат высокочастотный генератор, снабженный делителем частоты, на выходе которого и получают импульсы с периодом Т0. Стабильность частоты кварцевых генераторов очень высока —• изменение частоты после ее подстройки не превышает 10~5 % за 10 дней, поэтому цифровые частотомеры позволяют измерять частоту и связанные с ней величины с очень высокой точностью, а отсчетные устройства частотомеров содержат до семи декад. Однако изменение частоты кварцевого генератора — не единственный источник погрешности цифрового частотомера. Другой составляющей погрешности является дискретность преобразования интервала времени Т0 в код N. Эта погрешность проявляется в том, что при одних и тех же значениях Т0 и N значение fx может быть разным и находиться в некоторых пределах: на 9.17, а

7.3. Принципиальная электрическая схема высокочастотной системы g _ турбогенератор; ТА — трансформаторы тока; TV — трансформа торы напряже-чатели ввода резервного и рабочего возбуждения; К — контактор; /CS — контактора; КА — реле тока; FV — разрядник магнитный: RS — измерительный шунт; Суждения; GE — возбудитель; G — высокочастотный генератор возбудителя;

/ — высокочастотный генератор напряжения; 2 — внутреннее активное сопротивление генератора; 3 — эталонная емкость; 4 — контролируемый прибор: 5 — токосъемный резистор; 6 — блокировочный конденсатор; 7 — высокочастотный вольтметр; 8 — подключение смещения; 9 — калибровочный конденсатор: 10 — индуктивность резонансного контура.

В крупных турбогенераторах в качестве электромашинного источника электрической энергии используется индукторный высокочастотный генератор ( 4.87). Ротор индукторного генератора жестко связан с ротором турбогенератора. На роторе индукторного генератора нет обмоток, а обмотки якоря расположены на статоре. Принцип действия индукторного генератора рассматривается в § 4.23.

1-17. Высокочастотный генератор индукторного типа (без рабочей обмотки на статоре).

На 1-17 изображен высокочастотный генератор индукторного типа с кольцевой обмоткой возбуждения, расположенной между двумя пакетами статора, набранными из листовой стали. На каждом из пакетов статора наматываются обмотки переменного тока, которые состоят из катушек, охватывающих по одному зубцу статора. Ротор машины стальной, массивный, с профрезерованными вдоль оси пазами. Числа пазов Z статора и ротора равны. Направление магнитных линий поля возбуждения показано на 1-17 стрелками. При перемещении зубцов ротора относительно статора

Выращивание монокристаллов кремния методом БЗП производят на установках, имеющих высокочастотный способ нагрева расплава в зоне. В комплект установки входят печной агрегат ( 4.55, а), пульт управления автоматическими устройствами установки и высокочастотный генератор. Последний обычно состоит из одного-двух генераторных блоков и блока-выпрямителя. Поэтому установки БЗП более громоздки и занимают больше площади, чем установки для выращивания монокристаллов кремния методом Чохральского. Так же, как и большинство других установок

Высокочастотный генератор шума (Г2-32) работает на насыщенном вакуумном диоде типа 2Д2С ( 4-20), заключенном в коаксиальную конструкцию, оканчивающуюся разъемом для соединения с нагрузкой. Этот генераторный блок соединен экранированными проводами с блоком питания и управления, в котором размещены стабилизированные источники питания цепи накала Utt и цепи анода диода 1/а, модулирующий генератор и миллиамперметр, шкала которого градуируется в единицах kT0.

В качестве вспомогательного генератора применяется высокочастотный генератор индукторного типа. Такой генератор не имеет обмотки на вращающемся роторе, что повышает его надежность в эксплуатации. Повышенная частота (500 Гц) позволяет уменьшить габариты и повысить быстродействие системы возбуждения.