Уменьшению подвижности

ванную сварку проволочных выводов путем присоединения к «кроватке» выводов кристаллов, а затем к коммутационной плате. Вместе с тем использование промежуточных «кроваток» приводит к увеличению посадочного места кристалла на плате, а следовательно, к уменьшению плотности монтажа. Полная автоматизация процессов монтажа бескорпусных кристаллов на плату ГИФУ достигается применени-

При изучении цепей переменного тока приходится сталкиваться с понятием активного и реактивного сопротивлений. Р1 е а к т и в н ы м и называют сопротивления, которые в среднем не потребляют энергии, а активными —сопротивления, непрерывно потребляющие энергию. Можно показать, что сопротивление проводника переменному току (активное сопротивление) больше, чем сопротивление того же провод-пика постоянному току. На 4.10 изображен проводник с током, идущим Е данный момент от нас. Пунктирными .линиями показано магнитное поле, сцепленное с проводником. При изменении тока магнитное поле также изменяется, а силовые линии пересекают проводник. При этом области сечения проводника, расположенные: ближе к поверхности, пересекаются меньшим числом линий в единицу времени, чем области, расположенные ближе к центру. В результате ЭДС самоиндукции оказывается больше в облает? х, расположенных ближе к центру. Это приводит к уменьшению плотности тока в указанных областях. Следовательно, ток, проходящий через все Рис' 4Л(Х к объяс"

Существуют различные виды поглощения света. При поглощении полупроводником квантов света—фотонов—их энергия может быть передана электронам валентной зоны с переводом этих электронов в зону проводимости, т. е. энергия квантов света идет на ионизацию атомов полупроводника. Этот процесс называют собственным поглощением. Существует поглощение энергии квантов света свободными электронами зоны проводимости или дырками валентной зоны, т. е. поглощение носителями заряда. При этом энергия квантов света расходуется также на перевод носителей на более высокие для них энергетические уровни, но в пределах соответствующей разрешенной зоны. Возможно примесное поглощение, при котором энергия фотонов идет на ионизацию или возбуждение примесных атомов. Кроме того, в полупроводниках могут происходить поглощение фотонов кристаллической решеткой и некоторые другие виды поглощения. Процессы поглощения фотонов не следует смешивать с процессами рассеяния, которые также приводят к уменьшению плотности потока фотонов.

Поверхностный эффект. Переменное магнитное поле, охватывающее проводник ( 2-1, а), обтекаемый переменным током, индуцирует в этом проводнике электродвижущую силу (ЭДС), направленную навстречу приложенному напряжению. Центральные слои проводника пересекаются большим магнитным потоком, чем наружные. Наводимая в центральных слоях противо-ЭДС будет большей, чем в наружных слоях. Это приведет к уменьшению плотности тока 7 в центральных слоях по сравнению с плотностью тока в наружных ( 2-1, б). Указанное физическое явление носит название поверхностного эффекта. Влияние этого явления воспринимается нами как увеличение сопротивления проводника, так как при одном и том же значении приложенного напряжения протекающий по проводни-.ку переменный ток будет меньше, чем постоянный.

Производимый при отпуске нагрев вызывает в закаленной стали диффузионные процессы, приводящие к выходу атомов углерода из перенапряженной решетки альфа-железа, образованию сначала (при Т < 300 °С) частичек эпсилон-карбида, а потом (при Т > >300°С) цементита, что и приводит к постепенному устранению искажений решетки, уменьшению плотности дислокаций, снижению до полного исчезновения внутренних напряжений и уменьшению запаса свободной энергии.

В диапазоне давлений 5-10-'—Ю-3 мм рт. ст. основным механизмом теплообмена является теплопроводность, т. е. тепловая энергия разогретой проволоки и термопары преобразуется в кинетическую энергию молекул остаточного газа. В этом случае с уменьшением давления температура спая увеличивается и соответственно увеличивается термо-э. д. с., причем ее увеличение будет пропорционально уменьшению плотности остаточного газа, т. е. разрежению.

В диапазоне давлений 5-10-'—Ю-3 мм рт. ст. основным механизмом теплообмена является теплопроводность, т. е. тепловая энергия разогретой проволоки и термопары преобразуется в кинетическую энергию молекул остаточного газа. В этом случае с уменьшением давления температура спая увеличивается и соответственно увеличивается термо-э. д. с., причем ее увеличение будет пропорционально уменьшению плотности остаточного газа, т. е. разрежению.

Поверхностный эффект. Переменное магнитное поле, охватывающее проводник ( 3-1, а), обтекаемый переменным током, индуцирует в этом проводнике электродвижущую силу (ЭДС), направленную навстречу приложенному напряжению. Центральные слои проводника пересекаются большим магнитным потоком, чем наружные. Наводимая в центральных слоях противо-ЭДС будет большей, чем в наружных слоях. Это приведет к уменьшению плотности тока j в центральных слоях по сравнению с плотностью тока в наружных ( 3-1,6). Указанное физическое явление носит название поверхностного эффекта. Влияние этого явления воспринимается нами как увеличение сопротивления проводника, так как при одном и том же значении приложенного напряжения протекающий по проводнику переменный ток будет меньше, чем постоянный.

нал кривая сухого насыщенного пара. Из рисунков видно, что при истечении нагретой воды через короткий канал до давления pi — 75ч-80 кгс/см2 и при любой степени недогрева экспериментальные расходные характеристики практически совпадают с гидравлическими. С увеличением давления свыше 80 кгс/см2 расходные характеристики «отслаиваются» от гидравлических в сторону уменьшения массовых расходов. Наличие пара в потоке приводит к уменьшению плотности истекающей среды и к уменьшению перепада давления по длине канала. Оба эти фактора вызывают уменьшение массовых расходов в сравнении с гидравлическими. Отслоение расходных характе-' ристик от гидравлических в сторону уменьше-ния расходов наступает тем раньше, чем меньше степень недогрев.а воды до насыщения. Данное явление объясняется тем, что при истечении насыщенной воды условия, благоприятные для парообразования по длине канала, наступают раньше, чем при истечении не-догретой воды. Появление в струе потока "даже незначительного количества пара приводит к резкому снижению расходных характеристик. Достаточно сказать, что при степени сухости 1 % и давлении 35 атм занятый паром объем в канале истечения равен половине объема воды. Все расходные характеристики с недогревом от 0 до 5р° С имеют явно выраженный максимум массового расхода, который смещается с увеличением не-догдева в область более высоких начальных давлений. Характер кривых массового расхода через короткие каналы, очевидно, . можно объяснить одновременным влиянием ряда факторов: наличием парообразования в канале, изменением перепада давления по длине канала и особенностью изменения плотности двухфазного потока с'увеличением начальных параметров истечения.

в стоимости печатной платы. Такая тактика приводила к увеличению размеров корпуса и уменьшению плотности монтажа. Шины общесистемного уровня должны были, кроме того, поддерживать межплатные соединения на кросс-платах. При этом размеры разъемов и окончательная цена изделия оказывались прямо связанными с числом сигналов. Именно по этому традиционными для системных шин были решения, базирующиеся на введении высокоимпедансных Z-состояний для сигналов, а если была возможность, то прибегали к мультиплексированию (например, шин адреса и данных).

препятствующего уменьшению плотности поверхностного заряда.

Поведение электрона в реальном полупроводнике отличается тем, что на него влияют тепловые колебания кристаллической решетки и ионизированные атомы примесей. Вследствие этого при приложении электрического поля происходит дрейфовое движение электронов, которое представляет собой суммарное перемещение под действием электрического поля и хаотического теплового движения. При повышении температуры тепловые колебания решетки возрастают и рассеивание электронов увеличивается,, что приводит к уменьшению подвижности электронов. *

трехзондовой схемы измерения не требуется, чтобы зонды были идентичными. Существует, однако, несколько причин, по которым сопротивление реальной структуры металл — полупроводник может отличаться от сопротивления растекания идеализированной структуры. Из-за разности работ выхода полупроводника и металла в приконтактной области полупроводника существует обедненный или обогащенный слой, который влияет на сопротивление структуры. Обычно контакт металл — полупроводник неомичен, и при протекании через него электрического тока сопротивление контакта возрастает за счет сопротивления обратносмещенного запирающего слоя или уменьшается вследствие инжекции носителей заряда при прямом смещении. Из-за малой площади контакта электрическое поле в приконтактной области может быть достаточно большим, что приводит к уменьшению подвижности носителей заряда. По этой же причине может происходить заметный электрический нагрев приконтактной области, сопровождающийся изменением удельного сопротивления полупроводника и образованием термо-ЭДС. Перечисленные явления нарушают основные предположения об однородности полупроводника и омичности контакта, с учетом которых проведено вычисление сопротивления растекания. Поэтому трудно ожидать, что реальное сопротивление растекания структуры будет достаточно точно соответствовать значению (1.22).

сом рассеяния на тепловых колебаниях цсм/с атомов кристаллической решетки полупроводника, разогрев носителей заряда электрическим полем приводит к увеличению числа столкновений носителей с атомами кристаллической решетки, т. е. к насыщению дрейфовой скорости или к уменьшению подвижности при увеличении напряженности электрического поля ( 1.13). Именно это явление надо учитывать в полупроводниковых приборах, если электрические поля превышают значение 10'!-Ю4В/см.

Подвижность (коэффициент диффузии). При высоком уровне инжекции может проявляться еще один механизм рассеяния носителей заряда — рассеяние носителей на носителях, что приводит к уменьшению подвижности и коэффициента диффузии носителей заряда. Однако это явление часто можно не принимать во внимание, так как оно начинает сказываться при сравнительно больших концентрациях инжектированных носителей.

электронами с энергией около 1 МэВ проводимость уменьшается. Это связано с уменьшением концентрации носителей заряда в связи с компенсацией. Когда концентрация образованных облучением акцепторных дефектов равна концентрации основных носителей заряда (электронов), наблюдается минимум проводимости. Дальнейшее облучение обусловливает возрастание концентрации дырок и увеличение проводимости ( 9.30). Необходимо отметить, что возникновение дополнительных акцепторных примесей в кристалле приводит к уменьшению подвижности носителей. Однако относительное уменьшение проводимости из-за уменьшения подвижности значительно меньше увеличения проводимости из-за изменения концентрации дырок. После облучения германия р-типа электронами высокой энергии его проводимость возрастает.

Указанные явления находят свое подтверждение и с точки зрения волновой природы электронов. Электронные волны, распространяясь в проводниковом материале, частично теряют свою энергию на дефектах кристаллической решетки проводника, размеры которых соизмеримы с четвертью длины электронной волны. Так как длина волны в металлическом проводнике составляет 0,5 нм (0,5- 10~9 м), то имеющиеся в нем даже микродефекты создают значительное рассеяние энергии, что приводит к уменьшению подвижности электронов и, следовательно, к снижению а.

2. Повышение температуры приводит к уменьшению подвижности носителей заряда (электронов или дырок), что снижает ток через канал.

Магниторезисторы. Принцип действия этих преобразователей основан на эффекте Гаусса, заключающемся в уменьшении подвижности носителей тока в магнитном поле. Под действием магнитного поля траектория носителей тока искривляется, в результате чего скорость их движения в направлении электрического поля уменьшается. Это равносильно уменьшению подвижности носителей тока и увеличению электрического сопротивления преобразователя.

Увеличение <и> в электрическом поле приводит к уменьшению-подвижности электронов, если их длина свободного пробега К не зависит от <и>. Для атомных, кристаллов это условие выпол-Злентроны няется тогда, когда основным

уменьшению подвижности носителей в базе, т. е. уменьшению коэффициента переноса (3.53).

При больших V3 поперечная компонента напряженности электрического поля в канале становится достаточной для того, чтобы носители, движущиеся от истока к стоку, отклонялись к поверхности. Реальная поверхность полупроводника имеет множество дефектов, шероховатая, следовательно, различные носители отражаются от нее под разными углами, что эквивалентно появлению дополнительного механизма рассеяния. Поэтому отклонение носителей к поверхности приводит к уменьшению подвижности. Этот эффект также может быть учтен подстановкой в (4.18) ... (4.24) значения эффективной подвижности.

В очень чистых полупроводниках с малой концентрацией электронов и в диэлектриках сначала возникает зенеровскии пробой. Возникающие при этом носители осуществляют затем ударную ионизацию. В приборах СБИС всегда имеется определенное количество носителей. Поэтому в них превалирует пробой под действием ударной ионизации. Для различения обоих видов пробоя обычно исследуют их температурные зависимости. Напряжение пробоя Зенера не зависит от температуры. Во втором случае повышение температуры приводит к уменьшению подвижности и снижению энергии, получаемой электронами в электрическом поле. Вероятность ударной ионизации при этом уменьшается. Поэтому напряжение пробоя при ударной ионизации увеличивается при повышении температуры.