Увеличением проводимости

Применение четырехзондового метода для изменения поверхностного сопротивления слоев, изолированных р-л-лер еходом, основано на предположении, что в процессе измерений происходит самозапирание р-л-перехода. С увеличением приложенного к зондам напряжения, а следовательно, и тока возрастает обратное смещение р-л-перехода и происходит расширение области пространственного заряда. Этот эффект уменьшает толщину слоя тем значительнее, чем выше удельное сопротивление слоя по сравнению с подложкой. На тонких и высокоомных эпитаксиальных слоях систематическая погрешность, обусловленная уменьшением толщины слоя, ведет к завышению измеренного значения удельного сопротивления слоя на 10—20%. Изолирующие свойства р-л-перехода сохраняются лишь до некоторых допустимых значений тока через зонды, после чего возникают токи утечки через р-л-переход. Шунтирующее действие подложки может проявиться при прокалывании металлическим зондом тонкого эпитаксиального слоя. Чтобы избежать погрешностей измерения из-за токов утечки, рекомендуется проводить измерения при таких токах через измерительные зонды, при которых значение измеряемого поверхностного сопротивления не зависит от них.

С увеличением приложенного к изоляции напряжения U число образующихся в масляных прослойках лавин электронов и средняя мощность Ря начальных ЧР резко возрастают ( 8-11). Для Е > (1,5 ч- 2,0)?н зависимости средней мощности Рн от напряженности Е или от напряжения U могут быть выражены формулами

Число электронов, энергия которых превышает уровень Ферми, невелико. С увеличением приложенного к p-n-переходу напряжения уровень Ферми в области п перемещается вверх относительно его положения в области р, а при обратном напряжении — вниз.

Важным для практического применения генераторов Ганна является вопрос о возможности их частотной перестройки в достаточно широком диапазоне. Из принципа действия генератора Ганна ясно, что частота его.должна слабо зависеть от приложенного напряжения. С увеличением приложенного напряжения несколько возрастает толщина домена, а скорость его движения изменяется незначительно. В результате при изменении напряжения от порогового до пробивного частота колебаний увеличивается всего на десятые доли процента.

Схема включения варистора приведена на 5.11, а. С увеличением приложенного напряжения сопротивление варистора уменьшается, а ток, протекающий в цепи, нарастает. Основной особенностью варистора является нелинейность его вольтамперной характеристики ( 5.11, б), которая объясняется явлениями, происходящими на контактах и на поверхности кристаллов карбида кремния.

Варисторы. Нелинейные полупроводниковые резисторы из карбида кремния, сопротивление которых с увеличением приложенного напряжения уменьшается, называют варисторами. Вольт-амперная характеристика варистора показана на 62,а, а его схема включения и условное графическое обозначение — на 62, б, в.

Возможность- вынужденной эластичности А. П. Александров s объясняет тем, что с увеличением приложенного напряжения происходит снижение энергии активации конформационных превраще-в'ий молекул. В первом приближении принимается, что уменьшение Ua с ростом а происходит линейно :. .

Число электронов, энергия которых превышает уровень Ферми, невелико. С увеличением приложенного к p-n-переходу напряжения уровень Ферми в области п перемещается вверх относительно его положения в области р, а при обратном напряжении - вниз.

барьер и перейти слева направо и большее количество дырок—• пере'йти в противоположном направлении. В результате через контакт будет идти ток i = i0 — /н, направленный от р к п; сила тока будет быстро нарастать с увеличением приложенного напряжения. Иное будет происходить, если к л-области присоединен положительный полюс источника тока, а к /^-области — отрицательный ( 438, в). В этом случае высота потенциального барьера увеличится и ток основных носителей i0 уменьшится. Уже при напряжениях порядка 1 в этот ток практически будет равен нулю, и

Физический смысл коэффициента усиления заключается в том, что созданная Светом неравновесная проводимость в полупроводнике сохраняется до тех пор, пока не рекомбинируют в объеме или не уйдут из него через контакты во внешнюю цепь избыточные носители. Поскольку электроны и дырки имеют разные подвижности, то при достаточно больших напряженностях электрического поля (при которых время пролета электронов через образец станет меньше времени жизни) за время до рекомбинации электронно-дырочной пары от контакта до контакта пройдет электронов больше, чем один. Если время жизни и подвижность носителей не зависят от поля, то фототок должен линейно возрастать с увеличением приложенного напряжения или уменьшением расстояния между контактами. Такая зависимость будет сохраняться до тех пор, пока время пролета дырок не уменьшится до времени жизни. После этого фототок перестает возрастать, так как эффективное время жизни неравновесной электронно-дырочной пары начинает убывать пропорционально приложенному электрическому полю, что компенсирует увеличение скорости их движения. В этой области смещений быстродействие увеличивается. Нелинейная зависимость фототока может быть также связана с возникновением объемного заряда в полупроводнике, с зависимостью от электрического поля

вышается с увеличением приложенного напряжения. На 2.16 показана зависимость тока от напряжения для CdS : С1. На графике имеются четыре различные области: омическая (/); степенная, с показателем степени, близким к двум (2);

Частотные свойства транзисторов. Качество транзисторов характеризуется их способностью усиливать мощность входных сигналов. На высоких частотах наблюдается уменьшение коэффициента усиления по мощности, обусловленное увеличением проводимости цепи обратной связи Y12. При этом может произойти нарушение устойчивости усилителя, если не использовать внешние обратные связи для компенсации влияния проводимости Y12. Для обеспечения максимального усиления по мощности реактивные составляющие входной и выходной прово-димостей должны быть скомпенсированы, а проводимость нагрузки выбрана равной активной проводимости транзистора. Тогда коэффициенты усиления по току Я,, по напряжению Я„ и мощности Нр определяются выражениями:

Увеличение tg 6 при нагреве в стекле или в поликристаллическом диэлектрике — керамике — может также вызываться одновременно увеличением проводимости материала и ростом числа слабосвязанных ионов, участвующих в ионно-релаксационной поляризации. Тангенс угла диэлектрических потерь таких материалов г увеличением температуры растет, но максимальное его значение при измерениях не фиксируется, как это видно из 5.25, где приведены зависимости tg б от температуры для Na — Ва — Mg— алюмоборосиликатного стекла, высоковольтного фарфора и стеатита.

Как показывают исследования [7], действительная часть комплекс-' ного сопротивления тяговой сети (активное сопротивление) уменьшается с увеличением проводимости земли. При этом уменьшается и мнимая часть (индуктивное сопротивление). Это можно объяснить тем, что ширина петли, а следовательно, и ее индуктивность уменьшаются при увеличении проводимости земли. Однако изменение сопротивления земли в реальных пределах не влияет на сопротивление тяговой сети.

189.5. Скорость движения проводящей среды меньше скорости движения магнитного поля и растет с увеличением проводимости среды; сверхпроводящая среда движется вместе с полем. '

Метод емкость — температура. На Московском электрозаводе в 1945 г. разработан метод контроля влажности изоляции трансформаторов, основанный на измерении емкостей обмоток при двух температурах. С повышением температуры емкость изоляции увеличивается. Это обусловливается увеличением проводимости изоляции и уменьшением вязкости, вследствие чего процессы поляризации протекают быстрее и в течение полупериода успевают проявляться в большей степени. Чем более увлажнена изоляция, тем быстрее протекают процессы поляризации и тем резче выражена зависимость емкости от температуры. На 127 показаны зависимости емкости трансформатора от температуры при неувлажненной 1 и увлажненной 2 изоляции. Для оценки увлажнения может быть принято отношение

Экситоны. Как уже указывалось, при возбуждении собственной фотопроводимости электроны из валентной зоны перебрасываются в зону проводимости и становятся свободными. Однако возможно и иное течение процесса, когда возбужденный электрон не разрывает связи с дыркой, возникающей в валентной зоне, а образует с ней единую связанную систему. Такая система была впервые рассмотрена Я. И. Френкелем и названа им экситоном. Экситон сходен с атомом водорода: в обоих случаях около единичного положительного заряда движется электрон и энергетический спектр является дискретным ( 12.9). Уровни энергии экситона располагаются у дна зоны проводимости. Так как экситоны являются электрически нейтральными системами, то возникновение их в полупроводнике не приводит к появлению дополнительных носителей заряда, вследствие чего поглощение света не сопровождается увеличением проводимости полупроводника. При столкновении же с фононами, примесными атомами и другими дефектами решетки экситоны или рекомби-нируют, или «разрываются». В первом случае возбужденные атомы переходят в нормальное состояние, а энергия возбуждения передается решетке или излучается в виде квантов света; во втором случае образуется пара носителей — электрон и дырка, которые обусловливают повышение электропроводности полупроводника.

Частотные свойства транзисторов. Качество транзисторов характеризуется их способностью усиливать мощность входных сигналов. На высоких частотах наблюдается уменьшение коэффициента усиления по мощности, обусловленное увеличением проводимости цепи обратной связи Yi2. При этом может произойти нарушение устойчивости усилителя, если не использовать внешние обратные связи для компенсации влияния проводимости Y12. Для обеспечения максимального усиления по мощности реактивные составляющие входной и выходной прово-димостей должны быть скомпенсированы, а проводимость нагрузки выбрана равной активной проводимости транзистора. Тогда коэффициенты усиления по току Я,, по напряжению Яи и мощности Нр определяются выражениями:

Эти же авторы дают наиболее полное объяснение характеру изменения тока потока с увеличением проводимости. Поскольку проводимость является мерой концентрации ионов в растворе, ее увеличение в некотором диапазоне ведет к увеличению тока. Однако она же приводит к уменьшению толщины двойного слоя б. Когда б становится меньше толщины ламинарной зоны, где градиент скорости— величина постоянная, скорость, определяющая перенос зарядов жидкостной обкладки, начинает убывать с ростом проводимости пропорционально б.

Среднее значение постоянной времени фоторезисторов лежит, как правило, в диапазоне от единиц микросекунд до сотен миллисекунд. У пленочных фоторезисторов постоянная времени больше, чем у монокристаллических, но меньше, чем у прессованных. С ростом освещенности инерционность уменьшается, причем сильнее при малых уровнях освещенности. В первую очередь это связано с увеличением проводимости.

Анализ параметров распределения неравновесных носителей в базе в зависимости от их концентрации показал [118], что люкс-амперные характеристики таких 'фототранзисторов в зависимости От типа структуры и физических параметров полупроводника базовой области могут быть самыми разнообразными. В транзисторных структурах на основе дырочного германия, компенсированного золотом, обнаружено гашение «собственного» фототока светом из области 2,2 ... 8,0 мкм. Эффект гашения связывается с увеличением проводимости базовой области под действием длинноволнового света [119]. При достаточно больших смещениях на ВАХ три-одных структур появляется участок отрицательного дифференциального сопротивления. Их можно использовать •в качестве управляемых светом бистабильных устройств.

Величина /с примерно равна току, при котором проводимость базовой области инжекцией увеличивается в два раза, т. е. равновесная и неравновесная проводимости толщи сравниваются и наступает переход к высоким уровням инжекции. Она возрастает с ростом отношения толщины базовой области W к длине диффузионного смещения L и с увеличением проводимости базы, т. е. степени ее легирования.