Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левинштейн М.Е. -> "Эффект Ганна " -> 104

Эффект Ганна - Левинштейн М.Е.

Левинштейн М.Е., Пожела Ю.К., Шур М.С. Эффект Ганна — М.: Советское радио, 1975. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): effektganna1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 159 >> Следующая

заряда становится существенным, сильно зависит от степени неоднородности
легирования диода. Обычно GIIKp принимают равным от е1'5 до е5. Если Gn
значительно превышает GHKp, то нарушится условие (9.8), в образце начнут
образовываться домены и произойдет переход в гибридный режим. Если
условие (9.8) все же выполняется, но величина G достаточно велика, то
истинный характер распределения поля в образце будет существенно зависеть
от типа контактов, а также от характера неоднородностей ,[16].
Однако в большинстве теоретических работ режим ОНОЗ рассматривается для
диода с идеально однородным легированием [9, 15]. При этом принимается,
что объемный заряд нарастает в форме обогащенного слоя (гл. 3). При таких
предположениях расчеты показывают, что учет влияния обогащенного слоя не
слишком существен. Такой результат легко понять, учитывая, что
обогащенный слой в режиме ОНОЗ перемещается от места зарождения лишь на
малую часть длины диода. В противном случае обогащенный слой
преобразуется в домен сильного поля ,на одной из неоднородностей диода
(гл. 3) и генератор начинает рабртать в гибридном режиме. В тех случаях,
когда неоднородность легирования учитывается при расчетах [16-19],
влияние нарастания объемного заряда оказывается значительно более
существенным. При этом увеличение неоднородностей легирования заметно
ухудшает параметры генератора в режиме ОНОЗ (рис. 9.6).
Качественно причины уменьшения к. п. д. с возрастанием неоднородности
легирования можно объяснить тем, что наличие неоднородностей способствует
нарастанию объемного заряда. Поэтому, во-первых, для подавления
нарастания объемного заряда приходится увеличивать пассивную часть
периода ts, .во-вторых, заметное нарастание объемного заряда уменьшает
падение тока за активную часть периода *>. Обе эти причины уменьшают к.
п. д. генерации.,
*> Уменьшение падения тока за активную часть периода можно понять,
сравнив зависимость v(E) с динамической кривой в доменном режиме (рис.
3.8). При ?>?'( динамическая кривая соответствует большему току через
прибор, чем j = qn0v(E). Поэтому максимально достижимый к. п. д. в
доменном режиме работы ниже, чем в режиме ОНОЗ.
Гибридный режим, или режим ОНОЗ с заметным нарастанием объемного заряда,
занимает промежуточное место по отношению к чисто доменному режиму работы
и идеализированному режиму ОНОЗ.
203
Рис. 9.6. Зависимость к. п. д. генерато-Ц°/о ра, работающего в
режиме ОНОЗ, от
относительной неоднородности легирования [16].
Следует отметить, что степень ухудшения параметров генератора из-за
наличия неоднородно-; , , , . стей зависит от типа
внешней це-
5с 10 20 jo Со ЬОАФ^Г пи [18, 19]. Если к диоду приложе-
но напряжение сложной формы, параметры генератора могут оказаться
значительно менее чувствительными к наличию в образце неоднородностей,
чем при обычной синусоидальной форме колебаний [18].
9.3.4. Принципиальные ограничения частоты генерации в режиме ОНОЗ
В изложенных выше расчетах предполагалось, что скорость электронов
мгновенно следует за полем. Такое предположение справедливо, когда
физические процессы, определяющие установление кривой v(E) (разогрев
носителей полем и междолинный переход), происходят за В'ремя, малое по
сравнению с периодом колебаний. В другом предельном случае, когда период
колебаний мал по сравнению с характерными временами установления кривой
v(E), режим ОНОЗ невозможен, поскольку в течение всего периода колебаний
Т подвижность носителей не меняется и проводимость диода на частоте
генерации положительна. В промежуточном случае, когда величина сотт (тт -
характерное время разогрева электронов) достигает заметной доли единицы,
активная часть отрицательной дифференциальной проводимости по абсолютной
величине уменьшается и появляется реактивная (емкостная) составляющая
проводимости, возрастающая с увеличением частоты (рис. 2.5). Для GaAs
зависимость скорости электронов от поля заметно отличается от статической
кривой п(Е) на частотах f^>20 ГГц (см. гл. 2). Это обстоятельство
существенно ограничивает область применения изложенной выше теории.
Действительно, примем в качестве граничного значения для частоты, при
которой изложенная теория
справедлива, величину frp - 2-Ю10 Гц. Тогда из критерия (9.8),
выпол-
нение которого необходимо для реализации режима ОНОЗ, находим
(я0/?)1/2<С0,25• 1010 см~2 при Яо<С"кр, (9.24а)
n^JL}12 < 7,4-lO2 см_11/4 при По > пКр. (9.246)
Критерии (9.24) являются необходимыми критериями изложенной выше теории.
Для типичных длин диода L- 10~3 см критерий (9.24а) при Яо-СЛкр
выполняется. При тех же значениях L критерий (9.246) может не
выполняться. Таким образом, отмеченное ограничение наиболее существенно
для сильнолегированных диодов.
В работах [20, 21] был проделан расчет параметров генератора в режиме
ОНОЗ с учетом зависимости параметров кривой v(E) от частоты. В этих
работах использовалась аппроксимация функции распределения электронов
смещенной максвелловской функцией. Результаты расчетов приведены на |рис.
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 159 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed