Увеличение концентрации

Составляющие напряжения ик с частотами, близкими к резонансной частоте контура ю0, будут иметь наибольшую амплитуду, так как модуль комплексного эквивалентного сопротивления контура является наибольшим и равным R03=\/G03 именно на этой частоте. Выделенное на контуре синусоидальное с частотой оо0 напряжение через цепь обратной связи, образованную вторичной обмоткой трансформатора, передается на вход транзистора, создавая переменное напряжение МБЭ. Это напряжение вызовет увеличение коллекторного тока /к, что, в свою очередь, приведет к увеличению напряжения на контуре мк. Как следствие этого, увеличатся напряжение обратной связи мос и напряжение на контуре ик и т. д. Таким образом, в замкнутой системе автогенератора самовозбуждаются колебания частоты, близкой к резонансной частоте контура ю0.

Очевидно, важным условием возникновения колебаний является то, что фаза напряжения иБЭ должна быть такой, чтобы увеличение напряжения ик вызывало увеличение коллекторного тока /к и тем самым новое увеличение ик. Это условие получило название баланса фаз. Баланс фаз достигается правильным

Существование в тиристоре положительной обратной связи является первой причиной лавинообразного увеличения анодного тока /а. Второй причиной является уменьшение напряжения на втором переходе и на самом тиристоре. Если после точки в постепенно увеличивать ток (используя, например, в качестве источника питания прибора регулируемый генератор тока), то после точки в будет наблюдаться уменьшение напряжения на коллекторном переходе и соответственно на всем тиристоре в целом. Это объясняется переходом условных транзисторов в активный режим, при котором каждый из,них управляет коллекторным током другого: увеличение коллекторного тока транзистора VT2 приведет к увеличению базового тока транзистора VT2. Так как /К2=/б2/(1—а), увеличение тока /fi2 в результате усиления транзистором VT2 обусловливает увеличение тока 7к2. Ток /„2, протекая через открытый эмиттерный переход транзистора VTI к плюсу источника Еа, задает базовый ток /б, который то»е увеличивается. Так как /Ki = = /6i/(1—cti), то ток коллектора /К в результате усиления транзисторами возрос в Р(32 раз (где р=1/(1—а) — коэффициент усиления базового тока транзистора, включенного по схеме с ОЭ).

Процесс отпирания тиристора обусловлен наличием внутренней положительной обратной связи и протекает лавинообразно (регенеративный процесс). Рассмотрим процесс включения тиристора при подаче управляющего тока /У. При этом увеличивается ток через переход Я3 и его составляющая ал(/а+/у), которая для р-п-р транзистора является током базы, поэтому возрастает доля тока коллектора «р/а. Общий ток /к возрастает, при этом в базу п-р-п транзистора поступает из слоя п\ больший ток, что вновь вызывает увеличение коллекторного тока транзистора п-р-n-типа. При увеличении тока /а значения коэффициентов передачи ар и «„ растут и знаменатель в выражении (1.9) обращается в нуль. За счет резкого нарастания тока /а увеличивается падение напряжения на резисторе R» ( 1.13, в), а падение напряжения на тиристоре уменьшается.

Произведение а/э отражает увеличение коллекторного тока за счет диффузионной составляющей. Коэффициент а называют коэффициентом передачи транзистора по току в схеме с общей базой. Ввиду малой ширины базы и большой площади коллекторного р-л-перехода большая часть неосновных носителей, перешедших из эмиттера в базу, достигает коллекторного p-n-перехода. Поэтому значение а близко к единице, однако всегда несколько меньше ее, поскольку некоторая часть неосновных носителей все-таки рекомбинирует в базе. Обычно а = 0,9 -г- 0,995. Значение обратного тока /ко мало и приближенно можно считать, что /к ж <х/8.

которого оба транзистора работают в активном режиме. На этапе регенерации в схеме действует глубокая положительная обратная связь: увеличение коллекторного тока 7\ приводит к положительному приращению напряжения на его коллекторе; скачок коллекторного напряжения, передаваясь через конденсатор d на базу Т2, вызывает его запирание и уменьшение коллекторного тока; напряжение на коллекторе снижается, получая отрицательное приращение. Передаваясь через цепь RcCz на базу 7\, это приращение напряжения приводит к дальнейшему отпиранию транзистора Тг и увеличению его коллекторного тока. Процесс переключения идет лавинно и завершается насыщением 7\ ч запиранием Т2 ( 6.62,

завершается; ток / уменьшается до нуля. Таким образом, tB « « 36. В течение времени восстановления ток / создает на резисторе RH падение напряжения, которое, складываясь с напряжением источника питания, вызывает увеличение коллекторного напряжения запертого

Увеличение коллекторного напряжения до С/ктах, иногда в несколько раз превышающего значение Е, может привести к пробою транзистора. Для нормальной работы транзистора необходимо, чтобы напряжение на его коллекторе не превосходило U к д0п. являющегося паспортным параметром прибора. Для уменьшения напряжения на коллекторе запертого транзистора в схему вводят демпфирующий диод ( 6.118, а). В процессе восстановления ток намагничивания в этой схеме замыкается через диод Д, напряжение на котором ИДПР~ еоа- Напряжение на коллекторе запертого транзистора UK max^ fat Е -\- еод, т. е. незначительно превышает напряжение питания Е. Следует иметь в виду, что уменьшение напряжения на коллекторе запертого транзистора достигнуто ценой увеличения времени восстановления. Поскольку при использовании трансформатора площадь импульса (заштрихована на 6.118, б) должна быть равна площади выброса коллекторного напряжения (отмечена на 6.118, б обратной штриховкой), то (7тт =еод/в, где Um — амплитуда выходного импульса на коллекторе Т; /в — время восстановления. Отсюда / = ?/тт./еод, или поскольку Um =Е — 1/кя « Е, то /„ =iElec

резистор Rm от коллекторного транзистора. Благодаря этому исключаются неоправданное увеличение коллекторного тока транзистора и изменение длительности выходного импульса, которое могло бы произойти при непосредственном подключении Rm к выводам коллекторной обмотки.

Если входной (управляющий) сигнал Uy отсутствует, то под действием напряжения смещения UCM транзистор VT1 окажется в состоянии отсечки (закрытым), а транзистор VT2 перейдет в состояние насыщения, т. е. откроется, так как коллекторное напряжение транзистора VT1 через резистор R1 попадет на базу VT2. Напряжение на выходе 1/вых будет близко к нулю. При подаче достаточного отрицательного напряжения Uy 2* Ucp на вход транзистора VT1 последний начнет открываться, его коллекторное напряжение снизится, что приведет к запиранию транзистора VT2 напряжением смещения 1/см. А это повлечет за собой скачкообразное увеличение коллекторного напряжения транзистора VT2, которое через резистор R2 попадет на базу транзистора VT1 и обеспечит его переход в насыщенное состояние. На выходе появится напряжение 1/вых. Параметры схемы рассчитаны так, что одного только коллекторного напряжения транзистора VT2 недостаточно для удержания транзистора VT1 в насыщенном состоянии. Поэтому, как только входной сигнал уменьшится до значения Uy ^ 1/отп, транзистор VT1 выйдет из состояния насыщения, напряжение коллектора попадет через резистор R1 на базу транзистора VT2 и откроет его. Реле вернется в исходное состояние с нулевым напряжением на выходе. Таким образом, это реле преобразует плавно изменяющийся входной сигнал в дискретный выходной сигнал установленного уровня. Диаграмма работы реле представлена на 23-3,6.

В схеме на 13.5, а терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления включен в базовую цепь транзистора таким образом, что при повышении температуры происходит уменьшение отрицательного напряжения на базе за счет уменьшения сопротивления терморезистора RK. При этом происходит уменьшение тока базы, а следовательно, и тока коллектора. В результате увеличение коллекторного тока, вызванное влиянием температуры, компенсируется его уменьшением за счет действия термозависимого смещения, т. е. общее приращение тока коллектора будет незначительным.

внутренние напряжения в покрытиях, повышается их пластичность. Увеличение концентрации ионов осаждаемого металла в прикатодном слое позволяет увеличить скорость осаждения.

Коэффициент оптического поглощения пленок «-Si : Н при большей энергии фотонов резко возрастает, так как эта энергия становится сравнимой с шириной запрещенной зоны материала. Следовательно, энергии оказывается достаточно для перевода электронов из валентной зоны в зону проводимости. Такой перевод электронов означает также увеличение концентрации как свободных электронов в зоне проводимости, так и дырок в валентной зоне, что ведет, как известно, к росту электропроводности материала.

Для уменьшения последовательного сопротивления коллекторному току иногда перед осаждением эпитак-сиального слоя на участках подложки, над которыми в дальнейшем будут располагаться коллекторные области транзисторов, формируется так называемый скрытый слой — высоколегированная область небольшой глубины. В структуре биполярного планарно-эпитаксиального транзистора он расположен на границе между областью коллектора и подложкой ( 1.1, б). Одновременно с диффузией эмиттера в области вывода коллектора формируется диффузионная область с избыточной концентрацией носителей п+. Резкое увеличение концентрации носителей у коллекторного контакта позволяет значительно снизить его переходное сопротивление.

Для собственных полупроводников уровень Ферми проходит по середине запрещенной зоны. В электронном полупроводнике средняя энергия электронов (и всего полупроводника) будет выше, следовательно, уровень Ферми должен находиться выше середины запрещенной зоны. Увеличение концентрации доноров приводит к тому, что уровень Ферми будет располагаться все выше. Что касается дырочного полупроводника, то в нем уровень Ферми должен располагаться ниже середины запрещенной зоны, причем тем ниже, чем больше концентрация акцепторов.

Mg(OH)2 относятся к трудно-/4 растворимым веществам, характеризуемым малыми значениями произведения растворимости (произведения активности катионов и анионов). Поэтому искусственное увеличение концентрации гидроксила и карбоната приводит к выделению твердой фазы СаСО3 и Mg(OH)2 при одновременном снижении концентрации НСО~ (бикарбонатной щелочности) до 0,7—1,0 мг-экв/кг. Известкованием нельзя получить глубокого умягчения воды из-за определенной растворимости СаСО3 и Mg(OH)2, а также из-за длительного времени выделения твердой фазы 42. Схема осветлителя ВТИ-400И (кристаллизации).

Когда внешнее напряжение Ua станет равным ^прзкртахг. внутренняя положительная связь вызовет лавинообразный процесс инжекции основных носителей заряда из эмиттерных областей в базовые. Резкое увеличение концентрации электронов в базе п\ и дырок в базе р2 приводит к быстрому (соизмеримо с длительностью лавинообразного процесса) снижению напряжения t/2 обратносмещенного перехода Пч, а следовательно, к уменьшению напряжения на тиристоре, так как t/a = U\ + f/2 + Us ( 2.24, а). Это означает, что прямая ветвь вольт-амперной характеристики четырех-слойной структуры имеет участок отрицательного сопротивления (участок ab на 2.24, б), на котором рост тока обусловлен уменьшением напряжения.

Увеличение концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике под действием излучения (квантов света) называют внутренним

При наличии возбужденных примесных состояний концентрация свободных носителей заряда уменьшается вследствие их распределения по возбужденным уровням. Основное состояние соответствует фиксированному значению энергии ниже дна зоны проводимости (для донорной примеси). Увеличение концентрации доноров приводит к уширению сильновозбужденных состояний, перекрытию волновых функций этих состояний и образованию зоны непрерывного спектра, соприкасающейся с зоной проводимости.

Рассмотрим возможные способы регистрации неравновесных носителей заряда, дрейфующих в электрическом поле. Предположим, что в некоторой области образца в момент времени /=0 в результате инжекции возникли неравновесные носители заряда: электроны An и дырки Ар. По условию электэонейтральности, Дп=Ар в каждой точке образца в любой момент времени. Увеличение концентрации носителей заряда приводит к возрастанию удельной проводимости в той области образца, гд<; An и Ар отличны от нуля. Если к образцу приложено внешнее напряжение и по нему протекает ток, то в результате инжекции происходит увеличение тока. Если, например, поперечное сечение однородного по удельному сопротивлению образца резко изменяется в некоторой точке х\, то соответственно изменяется электричежое поле в этой точке. В момент времени, когда неравновесные носители заряда достигнут точки xi, произойдет изменение протекающего в цепи тока. Аналогичным образом изменяется ток в цепк при достижении неравновесными носителями заряда области с повышенным или пониженным удельным сопротивлением. Созданная в образце неоднородность удельного сопротивления или электрического поля позволяет регистрировать момент прихода неравновесных носителей заряда.

Схема регистрации неравновесных носителей заряда состоит из металлического зонда — коллектора К, к которому приложено напряжение в обратном направлении, селективного усилителя У и вольтметра V. Вблизи коллектора концентрация 1еосновных носителей заряда возрастает за счет диффузии неравновесных носителей заряда, вызывая приращение тока через коллектор, пропорциональное увеличение концентрации неосновных носителей. Вольтметр' измеряет значение этого тока по переменной составляющей напряжения на резисторе /?п, который включен последовательно в цепь коллектора.

Первое и второе слагаемые (5.49) описывают увеличение концентрации электронов за счет захвата электронов из зоны проводимости и испускания дырок в валентную зону, третье и четвертое учитывают уменьшение концентрации электронов за счет испускания электронов в зону проводимости и захвата дыре к из валентной