Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Основы теории фотопроводимости - Роуз А.

Роуз А. Основы теории фотопроводимости — М.: Мир, 1966. — 189 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviteoriifotoprovodimosti1966.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 54 >> Следующая

Для простоты мы используем здесь одномерную модель и будем считать, что в среднем половина смещений происходит вправо и половина влево. Среднеквадратичная флуктуация числа смещений вправо равна тогда их полному числу, т. е. половине общего числа смещений. Эти соображения приводятся здесь для того, чтобы показать, что формулой (6.5) можно пользоваться даже в том случае, когда среднее сме-щение равно нулю. Средний квадрат шумового тока при этом равен
In — 4Z7
2
А В,
(6.10)
Шумовые токи
123
где дополнительный множитель 2 обусловлен вкладом рекомбинационных процессов.
Из теории диффузии известно, что
1р = Dx = Ц- |it. (6.11)
Подставляя это значение L2D в выражение (6.10), получаем
Pn = A^-kTAB = A^-kTAB = A~ АВ, (6.12)
так как e№ii/L2=l/R, где R — сопротивление фотопроводника, а Ш — полное число возбужденных светом носителей. Выражение (6.12) интересно тем, что оно совпадает с выражением для джонсоновского шума, или шума, обусловленного тепловым движением.
Поскольку выражение (6.12) справедливо в отсутствие приложенного напряжения, а выражение (6.8) — при достаточно больших напряжениях, уместно спросить, при каком напряжении осуществляется переход между ними. Это напряжение соответствует критическому полю (фиг. 31), при котором шум фотосопротивления начинает превосходить джонсоновский шум (оба отнесены к узкой полосе пропускания фотопроводника) и, таким образом, шум начинает зависеть от напряжения. Это поле легко подсчитать путем сравнения «вкладов на один элемент» в обоих случаях.
При приложенном поле ^ этот вклад равен
eG = el}jL, (6.13)
а в отсутствие приложенного поля
_ L_ kTiLT
Я-д-р. (6.14)
где, согласно (6.11), LD= {kT/eLr,) цт.
Из выражений (6.13) и (6.14) ясно, что шум фототока, определяемый выражением (6.8), начинает преобладать, когда приложенное поле становится больше,
124
Глава 6
чем эффективное диффузионное поле, а именно когда
kT
eLr
(6.15)
Поскольку LB обычно находится в пределах от одного до приблизительно 103 мк, переходное поле бу-
Фиг. 31. Зависимость шумового тока в фотопроводнике или сопротивлении от напряженности электрического поля (LD —длина
диффузии).
дет в пределах от 10-1 до 102 б/см при kT/e^\0~2 в (что соответствует температуре, близкой к комнат^ ной).
§ 6. Джонсоновский шум
В отсутствие приложенного поля генерация и рекомбинация возбужденных светом носителей, как видно из выражения (6.12), приводят к выражению для джонсоновского шума, или шума теплового движения. Поскольку результат не зависит от скорости возбуждения или времени жизни возбужденных носителей, само собой разумеется, что он приложим также и к тепловой генерации и рекомбинации, так что нет необходимости повторять вывод снова для этого случая.
Шумовые токи
125
Рассмотрим теперь другой крайний случай, когда носители возбуждаются с относительно мелких доноров, так что число носителей остается постоянным и вклад процессов тепловой генерации и рекомбинации в общий шум пренебрежимо мал. Однако величина джонсоновского шума при этом должна, конечно, оставаться неизменной. Выражение (6.5) может бмть использовано для вывода формулы для джонсоновского шума, исходя из случайных смещений электронов в зоне проводимости.
В этом случае число элементов в секунду равно числу столкновений за секунду, а вклад, приходящийся на один элемент, — часть элементарного заряда, равную
где I — средняя длина свободного пробега между столкновениями. Используем, как и раньше, одномерную модель. Тогда средний квадрат шумового тока равен
поскольку ll2mv2 = xl2kT и xcelm — \i. Подстановка (6.17) в выражение (6.16) дает
как и следовало ожидать.
Среднеквадратичный шумовой ток любого реального сопротивления, отнесенный к единице полосы пропускания, при тепловом равновесии является конечно постоянным и равным 4kT/R. Вывод, использованный Найквистом для получения этого результата, является весьма общим и не зависит от конкретного
(6.16)
P = (zner = 2kT±-xe,
(6.17)
(6.18)
126
Глава б
механизма. Поэтому разбор частных случаев и демонстрация того, что два различных механизма, такие, как генерация и рекомбинация и случайные столкновения, приводят к результату Найквиста, могут показаться искусственными. Мы поступили таким образом для того, чтобы показать, что при приложении поля шумовой ток, обусловленный этими двумя механизмами, возрастает с различной скоростью. В частности, при поле kT/eLD генерационно-рекомбинационный шум становится существенно больше шума, определяемого формулой Найквиста В то же время шум, обусловленный случайными столкновениями, остается близким к значению Найквиста, и можно ожидать, что он будет существенно отличаться от последнего только при поле порядка kT/el, которое уже достаточно для существенного разогревания электронного газа.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 54 >> Следующая