Лавинное умножение носителей

Механизм возбуждения СВЧ-колебаний в таких генераторах основан на возникновении в переходном слое полупроводника отрицательного сопротивления из-за сдвига фаз между напряженностью поля и током в переходный период. Этот ток создается в результате ударной ионизации атомов кристалла и лавинного умножения носителей заряда в области перехода. Сдвиг по фазе между током и напряжением возникает из-за инерционности лавинного процесса и конечности времени пролета носителей через переход. Преимущества таких генераторов - малые значения прикладываемых напряжений и [c.425]

ЛАВИННОЕ УМНОЖЕНИЕ НОСИТЕЛЕЙ [c.328]

Генерация носителей заряда при лавинном умножении отражена в уравнениях переноса посредством скорости генерации G [c.461]

Если ионизация вызывается только носителями одного типа, скажем, электронами (к = 0), то лавина развивается более простым путем, который иллюстрируется рис. 13.1, в. На интервале, значительно превышаюш,ем ( / ), число электронов растет экспоненциально. В реальных материалах к фО, что соответствует частичной положитель-гюй обратной связи в процессе умножения. В результате появляется неопределенность в теоретическом расчете числа электрон-дырочных пар на конечном интервале. (Этот процесс аналогичен пробою Таунсенда в газе, но несколько сложнее. В газе первичный электрон рождает ионы и электроны. Ионы падают на отрицательный электрод, где они с конечной вероятностью вызывают эмиссию вторичных электронов. Если первичный электрон произведет достаточное количество иоиов, чтобы в результате эмиссии появилось не менее одного электрона, ток может неограниченно нарастать и наступит пробой. На практике при этом устанавливается новая форма разряда, соответствующая большему току и меньшему напряжению.) [c.330]

Выведем выражение (13.4.2) для диода, показанного иа рис. 13.10, считая, что рожденные при х аО электроны инициируют лавинный процесс в области О < д < а . Будем пренебрегать инжекцией дырок при X ШИ генерацией носителей между х О и х = т, исключая долю лавинного процесса, т. е. пренебрегается оптической и тепловой генерацией носителей. В 13.1 получено выражение (13.1.10) для коэффициента умножения Ме, который относится к электронам, поступающим при лг — 0. Чтобы получить численное значение коэффициента шума, нужно рассмотреть коэффициент умножения М (х) для генерации пар носителей в некоторой точке х, лежащей в области лавины. Это [c.340]

Для генерации СВЧ-излучения используют и л а-винно-пролётные диоды. В них в силу спец. профиля распределения легирующих примесей узкая область с высокой напря Кёпностыо электрич. поля (область лавинного умножения носителей) содействует с областью со слабым полем (дрейфовая область или область пролёта). При определённых фазовых соотношениях между папрнжемнямп на этих областях возникает динамич. отрицат. сопротивление всей структуры па частотах порядка обратного времени пролёта носителей, что и приводит к усилению Л1 бо генерации колебаний. [c.628]

У. э. к. в функциональной микроэлектронике строятся на основе активных (регенерированных) распределённых, гибридных или цепочечных систем, в к-рых за счёт того или иного физ. механизма происходит частичная или полная компенсации потерь энергии. Такими механизмами могут быть туннельный эффект, доменная неустойчивость в полупроводниках, лавинное умножение носителей зарядов и др., однако по причинам технол. и эксплуатац. характера эти усилители бегущей волны пока не нашли широкого техн. применения. [c.243]

Следует заметить, что электроны, достигшие коллекторного перехода, могут ускориться его полем до энергий, яоспггочных для качала ударной ионизации и лавинного умножения носителей. В этом случае коэффициент усиления по тетд оказывается больще единицы транзисторы, в которых ис1юлыц тся этот эффект, называются лавинными. [c.178]

Было принято, что источники теплового шума и шума усилителя имеют гауссовские распределения амплитуд. Это позволяет выразить общий эффект от ряда независимых и некоррелированных источников шума в виде суммы средних квадратов амплитуд каждого из них. Влияние дробоюго шума было учтено аналогичным образом. Как было показано в 15.2. дробовый шум подчиняется пуассоновской статистике. Амплитудное распределение умноженного дробового шума на выходе лавинного фотодиода будет зависеть, кроме того, от статистик процессов генерации носителей заряда при лавинном умножении, которые не достаточно исследованы теоретически. Как указывалось в гл. 14, оправданием такого сложения различных источников шума служит тот факт, что при достаточно большом числе случайных ве тичин, что имеет место в нашем случае, все распределения приближаются к гауссовскому относительно.своего среднего значения. Следовательно, полученное таким образом суммарное среднеквадратическое значение шума представляет собой приемлемое приближение. Однако при определении вероятностей ошибок имеем дело с хвостами функций распределения и важно помнить, что простое предположение об аппроксимации распределений всех шумов гауссовой функцией может привести к значительным ошибкам. Тем не менее и далее будем использовать эту аппроксимацию [c.384]

В модели FIELDAY рекомбинационно-генерационные механизмы учитывают следующие физические эффекты генерацию носителей вследствие лавинного умножения, фотогенерацию, Оже-рекомбинацию и рекомбинацию Шокли—Рида-Холла [16.4 - 16.6]. Указанные рекомбинационно-генерационные механизмы связывают два уравнения непрерывности и приводят к сильным нелинейностям, особенно в случае лавинного умножения. [c.461]

Область лавирного умножения. В эту область транзистор попадает при превышении допустимого коллекторного напряжения д п- Вследствие лавинного размножения носителей заряда под действием повышенного электрического ПОЛЯ в переходе ток коллектора самопроизвольно возрастает, причем распределение тока может стать резко неравномерным. Это приводит к сильному перегреву отдельных точек, перехода и к расплавлению кристалла. Происходит вторичный пробой перехода, являющийся основной причиной выхода из строя транзисторов в мощных каскадах радиопередатчиков. Поэтому принимаются специальные меры для защиты от вторичного пробоя в многоэмиттерных транзисторах последовательно с каждым эмиттером создается стабилизирующий резистор, что способствует равномерному распределению тока в структуре транзистора и снижает влияние температуры на ток перехода, повышает электрическую [c.126]

В гл. 12 рассматривалась природа шумов, вносимых фотодиодом в приемную систему. В гл. 14 убедимся, что в случае p-i-n-диодов — это тепловой шум и темновой ток, которые подавляются электронным шумом нагрузки и усилителя. Поэтому можно было бы увеличить отношение сигнал-шум, если бы удалось добиться умножения сигнала в самом детекторе. Конечно, при этом умножится и тепловой шум детектора, но суммарный эффект останется положительным. Как уже было упомянуто в гл. 12, такое умножение можно получить в лавинном процессе при высоких значениях электрического поля. Однако сам процесс умножения ие свободен от шума. Положим, что каждый фотоноситель порождает в конце процесса умножения в среднем М носителей. Любой инициирующий лавину носитель может привести к появлению в результате умножения большего или меньшего М числа носителей. Статистическая природа этого процесса приводит к возрастанию шума. В результате одновременно с возрастанием в М раз сигнального тока в раз увеличивается среднеквадратическое значение уровня шума. Шум-фактор F практически всегда больше единицы и растет с ростом М. Следовательно, для любого лавинного диода в конкретном приемнике имеется оптимальная величина М, при которой достигается наилучшее отношение сигнал-шум. Эти вопросы будут подробно, рассмотрены в гл. 14. Здесь же остановимся на физических механизмах процесса умножения и принципах разработки приборов с оптимальными характеристиками. [c.328]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...