|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Эффект Ганна и его использование, в диодах, работающих в генераторном режиме |
Фонарь садовый «Тюльпан». 
Ручка "Шприц", желтая. 
Забавная пачка денег "100 долларов". Министерство образования Российской Федерации Орловский Государственный Технический Университет Кафедра физики РЕФЕРАТ на тему: «Эффект Ганна и его использование, в диодах, работающих в генераторном режиме». Дисциплина: «Физические основы микроэлектроники» Выполнил студент группы 3–4 Сенаторов Д.Г. Руководитель: Оценка: Орел. 2000 Эффект Ганна и его использование, в диодах, работающих в генераторном режиме. Для усиления и генерации колебаний СВЧ-диапазона может быть использована аномальная зависимость скорости электронов от напряженности электрического поля в некоторых полупроводниковых соединениях, прежде всего в арсениде галлия. При этом основную роль играют процессы, происходящие в объеме полупроводника, а не в p- -переходе. Генерацию СВЧ-колебаний в однородных образцах GaAs -типа при напряженности постоянного электрического поля выше порогового значения впервые наблюдал Дж. Ганн в 1963 г. (поэтому такие приборы называют диодами Ганна). В отечественной литературе их называют также приборами с объемной неустойчивостью или с междолинным переносом электронов, поскольку активные свойства диодов обусловлены переходом электронов из «центральной» энергетической долины в «боковую», где они характеризуются большой эффективной массой и малой подвижностью. В иностранной литературе последнему названию соответствует термин ТЭД ( ra sferred Elec ro Device). В слабом поле подвижность электронов велика и составляет 6000–8500 см2/(Вс). При напряженности поля выше 3,5 кВ/см за счет перехода части электронов в «боковую» долину средняя дрейфовая скорость электронов уменьшается с ростом поля. Наибольшее значение модуля дифференциальной подвижности на падающем участке примерно втрое ниже, чем подвижность в слабых полях. При напряженности поля выше 15–20 кВ/см средняя скорость электронов почти не зависит от поля и составляет около 107 см/с, так что отношение , а характеристика скорость–поле может быть приближенно аппроксимирована так, как показано на рис.1. Время установления отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП) складывается из времени разогрева электронного газа в «центральной» долине (~10–12 с для GaAs), определяемого постоянной времени релаксации по энергии и времени междолинного перехода (~5-10–14 с). Можно было бы ожидать, что наличие падающего участка характеристики в области ОДП при однородном распределении электрического поля вдоль однородно легированного образца GaAs приведет к появлению падающего участка на вольт-амперной характеристике диода, поскольку значение конвекционного тока через диод определяется как –длина образца между контактами. На этом участке диод характеризовался бы отрицательной активной проводимостью и мог бы использоваться для генерирования и усиления колебаний аналогично туннельному диоду. Однако на практике осуществление такого режима в образце полупроводникового материала с ОДП затруднено из-за неустойчивости поля и объемного заряда. Как было показано в § 8.1, флюктуация объемного заряда в этом случае приводит к нарастанию объемного заряда по закону –постоянная диэлектрической релаксации; –концентрация электронов в исходном -GaAs.
В однородном образце, к которому приложено постоянное напряжение , локальное повышение концентрации электронов приводит к появлению отрицательно заряженного слоя (рис. 2), перемещающегося вдоль образца от катода к аноду.Рис.1. Аппроксимированная зависимость дрейфовой скорости электронов от напряженности электрического поля для GaAs. Рис.2. К пояснению процесса формирования слоя накопления в однородно легированном GaAs.Под катодом понимается контакт к образцу, на который подан отрицательный потенциал. Возникающие при этом внутренние электрические поля , увеличивая напряженность поля справа от слоя и уменьшая ее слева (рис.2, а). Скорость электронов справа от слоя уменьшается, а слева – возрастает. Это приводит к дальнейшему нарастанию движущегося слоя накопления и к соответствующему перераспределению поля в образце (рис.2, б). Обычно слой объемного заряда зарождается у катода, так как вблизи катодного омического контакта имеется область с повышенной концентрацией электронов и малой напряженностью электрического поля. Флюктуации, возникающие вблизи анодного контакта, вследствие движения электронов к аноду не успевают развиться. Однако такое распределение электрического поля неустойчиво и при наличии в образце неоднородности в виде скачков концентрации, подвижности или температуры может преобразоваться в так называемый домен сильного поля. Напряженность электрического поля связана с концентрацией электронов уравнением Пуассона, которое для одномерного случая имеет вид (1) Повышение электрического поля в части образца будет сопровождаться появлением на границах этого участка объемного заряда, отрицательного со стороны катода и положительного со стороны анода (рис.3, а). При этом скорость электронов внутри участка падает в соответствии с рис.1. Электроны со стороны катода будут догонять электроны внутри этого участка, за счет чего увеличивается отрицательный заряд и образуется обогащенный электронами слой. Электроны со стороны анода будут уходить вперед, за счет чего увеличивается положительный заряд и образуется обедненный слой, в котором . Это приводит к дальнейшему увеличению поля в области флюктуации по мере движения заряда к аноду и к возрастанию протяженности дипольной области объемного заряда. Если напряжение, приложенное к диоду, поддерживается постоянным, то с ростом дипольного домена поле вне его будет уменьшаться (рис.3, б). Нарастание поля в домене прекратится, когда его скорость сравняется со скоростью электронов вне домена. Очевидно, что . Напряженность электрического поля вне домена (рис.3, в) будет ниже пороговой напряженности , из-за чего становится невозможным междолинный переход электронов вне домена и образование другого домена вплоть до исчезновения сформировавшегося ранее на аноде. После образования стабильного домена сильного поля в течение времени его движения от катода к аноду ток через диод остается постоянным.Рис.3. К пояснению процесса формирования дипольного домена.После того как домен исчезнет на аноде, напряженность поля в образце повышается, а когда она достигнет значения , начинается образование нового домена.
При этом ток достигает максимального значения, равного (рис.4, в) (2) Такой режим работы диода Ганна называют пролетным режимом. В пролетном режиме ток через диод представляет собой импульсы, следующие с периодом . Диод генерирует СВЧ-колебания с пролетной частотой , определяемой в основном длиной образца и слабо зависящей от нагрузки (именно такие колебания наблюдал Ганн при исследовании образцов из GaAs и I Р). Электронные процессы в диоде Ганна должны рассматриваться с учетом уравнений Пуассона, непрерывности и полной плотности тока, имеющих для одномерного случая следующий вид: . (4) Рис.4. Эквивалентная схема генератора на диоде Ганна (а) и временные зависимости напряжения (б) и тока через диод Ганна в пролетном режиме (в) и в режимах с задержкой (г) и гашением домена (д). Мгновенное напряжение на диоде . Полный ток не зависит от координаты и является функцией времени. Часто коэффициент диффузии считают не зависящим от электрического поля. В зависимости от параметров диода (степени и профиля легирования материала, длины и площади сечения образца и его температуры), а также от напряжения питания и свойств нагрузки диод Ганна, как генератор и усилитель СВЧ-диапазона, может работать в различных режимах: доменных, ограничения накопления объемного заряда (ОНОЗ, в иностранной литературе LSA–Limi ed Space Charge Accumula io ), гибридном, бегущих волн объемного заряда, отрицательной проводимости. Доменные режимы работы. Для доменных режимов работы диода Ганна характерно наличие в образце сформировавшегося дипольного домена в течение значительной части периода колебаний. Характеристики стационарного дипольного домена подробно рассмотрены в , где показано, что из (1), (3) и (4) следует, что скорость домена связаны правилом равных площадей . (5) В соответствии с (5) площади, заштрихованные на рис.5, а и ограниченные линиями , являются одинаковыми. Как видно из рисунка, максимальная напряженность поля вне домена и может достигать десятков кВ/см. Рис.5. К определению параметров дипольного домена. На рис.5, б приведена зависимость напряжения домена от напряженности электрического поля вне его, где –длина домена (рис.3, в). Там же построена «приборная прямая» диода длиной с учетом того, что полное напряжение на диоде . Точка пересечения А определяет напряжение домена . Следует иметь в виду, что домен возникает при постоянном напряжении , однако он может существовать и тогда, когда в процессе движения домена к аноду напряжение на диоде уменьшается до значения (пунктирная линия на рис.5, б). Если еще более понизить напряжение на диоде так, что оно станет меньше напряжения гашения домена , возникший домен рассасывается. Напряжение гашения соответствует моменту касания «приборной прямой» к линии на рис.5, б. Таким образом, напряжение исчезновения домена оказывается меньше порогового напряжения формирования домена. Как видно из рис.5, вследствие резкой зависимости избыточного напряжения на домене от напряженности поля вне домена поле вне домена и скорость домена мало изменяются при изменении напряжения на диоде. Избыточное напряжение поглощается в основном в домене.
Принципы обучения в программированном обучении составляют зачатки теории, которая может быть применена и к простым задачам моторного обучения, и к сложным задачам когнитивного обучения. Три основных понятия этой теории программированного обучения это активное реагирование, учеба без ошибок, немедленный отклик на действия учащегося. Применяя эти принципы во время работы в классе, нужно подавать информацию в виде маленьких блоков, чтобы максимально увеличить непосредственное понимание и свести к минимуму количество ошибок, которые делает учащийся в процессе обучения, а также обеспечить его непрерывное участие посредством вопросов и ответов и немедленно сообщать, верен ли ответ. И хотя построение урока в столь логичном виде, как того требует программа, отнимает огромное количество времени, такая последовательность способствует учебе, а также вырабатывает мотивацию. 9.PКомпьютеры в образовании Использование в школе компьютеров вносит огромный вклад в индивидуализацию обучения. Компьютер является очень мощным инструментом, работающим в режиме диалога и способным реализовать систематизированные обучающие последовательности вроде тех, что свойственны программированному обучению
2. Исследование эффекта автодинного детектирования в многоконтурном генераторе на диоде Ганна
3. Численный расчет диода Ганна
4. Гана до обретения независимости (Доклад)
5. Ефект Ганна
9. Социально–экономическое развитие Ганы
10. Договір зберігання за цивільним законодавством України
11. Автоматизований облік надходження, зберігання і збуту продукції на товарній базі
12. Зміни під час зберігання м’яса
13. Запобігання виразковій хворобі та її рецидивам
15. Організація тимчасового зберігання документів, підготовка до передавання справ до архіву
16. Екологічні проблеми зберігання та утилізації відходів
Спрей детский солнцезащитный с календулой "Кря-Кря", SPF 25, 200 мл. 
Тетрадь на резинке "Study Up", В5, 120 листов, клетка, салатовая. 
Набор "Дизайнер улиц". 18. Экономическая сказка-реферат "НДС - вражья морда" или просто "Сказка про НДС"
19. Несколько рефератов по культурологии
20. Реферат по научной монографии А.Н. Троицкого «Александр I и Наполеон» Москва, «Высшая школа»1994 г.
21. Субъект преступления ("подновлённая" версия реферата 6762)
25. Оптические системы светоизлучающих диодов
26. "Русский Тарзан" (реферат о российском пловце Александре Попове)
27. Реферат по статье П. Вайнгартнера «Сходство и различие между научной и религиозной верой»
28. Генезис капитализма в Мексике. Реферат по истории экономики
29. Реферат по книге Н. Цеда Дух самурая - дух Японии
30. Реферат по теме “Человек на войне”
31. Реферат по биографии Виктора Гюго
32. Реферат - Социальная медицина (ЗДРАВООХРАНЕНИЕ КАК СОЦИАЛЬНАЯ СИСТЕМА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА)
Игра настольная "Дом с привидениями". 
Доска двухсторонняя магнитно-маркерная с поддоном (набор букв, цифр и знаков на магнитах). 
Карандаши "Волшебный дворец", 24 цвета, черное дерево, заточенные. 33. Реферат - Физиология (строение и функции гемоглобина)
35. Как написать хороший реферат?
36. Сборник рефератов о конфликтах
37. Сборник рефератов о конфликтах
41. Реферат о прочитаной на немецком языке литературы
43. ДЫХАНИЕ - реферат за 9-й класс
46. Реферат Политико-правовые взгляды М.М. Сперанского и Н.М. Карамзина
48. Полупроводниковые нелинейные элементы: полупроводниковые диоды
Записная книга "Bazar", А5, бирюзовая. 
Чехол для телефона - кошелек, 14.5x9х3.5 см. 
Велосипед трехколесный Moby Kids "Comfort. EVA", цвет: красный. 49. Расчет и проектирование диода на основе кремния
50. Схема напряжения на диодах
51. Влияние температуры на спектральные и электрические характеристики светоизлучающих диодов
52. Эффекты слоев в Photoshop 6
53. Глобальное потепление - "парниковый эффект"
57. Тунельные и барьерные эффекты
58. Тепловой эффект химической реакции
59. Глобализация: положительные и отрицательные эффекты
61. Общая постановка проблемы перекрестных эффектов
62. Эффект возрастания критического тока в YBaCuO пленках
63. Квантовая теория эффекта Допплера и абсолютное пространство
64. Эффекты при употреблении и передозировке наркотиков
Карандаши цветные "Kores", 48 цветов, с точилкой. 
Часы шахматные. 
Пепельница S.Quire круглая c откидной крышкой, сталь, покрытие никель и черная краска, 67 мм. 65. Эффект Махариши: медитация и процесс смерти
66. Энергетическая оценка эффекта Махариши
67. Теория электродного эффекта применительно к приземному слою атмосферы
68. Некоторые новые представления о причинах формирования стимулирующих эффектов КВЧ-излучения
69. Эффект Махариши
73. Тайна «эффекта 25-го кадра». Миф и реальность
75. “Реклама – двигатель …” О лингвистической природе эффекта речевого воздействия в текстах телерекламы
76. Применение физических эффектов в рекламных целях
77. Дефекты, эффекты в стереотипах рекламной продукции
79. Пьезоэлектрический эффект, применение в науке и технике
80. Эффект Комптона
Пелёнка-кокон "Карапуз" на липучке. 
Асборн - карточки. Готовимся к школе. 
Жидкое средство для стирки AQA baby, 1500 мл. 81. Туннельные и барьерные эффекты.
82. Срочный тренировочный эффект и систематизация специальных тренировочных упражнений
83. Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение.
85. Влияние парникового эффекта на изменение климата Земли
89. Теория совокупного спроса и совокупного предложения. Эффект храповика
90. Сущность инвестиционного акселератора. Эффект мультипликатора-акселератора
91. Микроструктура фондового рынка и внешние эффекты
92. Эффекты межличностного восприятия
93. Эффект от мероприятий по охране труда
94. Генотоксические эффекты у детей-подростков из Чебулинского района Кемеровской области
95. Региональное промышленное производство: эффект кислородного голодания
96. Неблагоприятные Эффекты Зеленых Лужаек english
Шкатулка-фолиант "Книга Соломона", 21x13x5 см. 
Кресло детское мягкое "Мяу-Мяу". 
Сумка для обуви "Феи и невиданный зверь". 97. Эффекты конечной разрядности и их учет
98. Эффект Казимира или проблема вакуума
99. Эффект кривой опыта и процесс обучения
