Прыжковой проводимости

партий ОУ в виде интегральных микросхем, что позволило значительно усовершенствовать их технические и эксплуатационные показатели. При этом наряду с известными были разработаны новые схемотехнические решения, составившие основу интегральных ОУ. Все это существенно расширило универсальность и функциональную ориентацию линейных интегральных ОУ. Таким образом, в настоящее время под ОУ понимают высококачественный усилитель напряжения, предназначенный для выполнения самых разнообразных функций, в том числе и перечисленных.

Повышение уровня технологии позволило сочетать схемотехнические решения со структурно-топологическими решениями при разработке базовых элементов. Это привело к созданию так называемых функционально-интегрированных элементов, в которых функционально независимые элементы объединены в одной структурной области. Использование функционально-интегрированных элементов для построения БИС позволило значительно повысить степень интеграции путем сокращения площади, занимаемой каждым элементом в отдельности и БИС в целом.

Большое влияние на развитие ЦВМ оказало появление в начале 50-х годов ОЗУ на тороидальных феррито-вых сердечниках, которые пэ своим характеристикам намного превосходили существовавшие в то время ОЗУ других типов (на электронно-лучевых трубках, линиях задержки и др.). С тех пор в ЦВМ в качестве запоминающих элементов ОЗУ используются в основном магнитные сердечники. В течение ПОЧТУ 20 лет происходит непрерывное совершенствование материалов для ферритовых сердечников и технологии их изготовления. Это позволило значительно уменьшить размеры сердечников с целью повышения быстродействия ОЗУ при одновременном . увеличении их емкости.

Четвертая часть учебника посвящена теории электромагнитного поля. Рассмотрение методов расчета постоянных полей, независимо от их природы по виду уравнений, позволило значительно сократить объем этого раздела. Затем излагается теория переменного электромагнитного поля и на ее основе излучение волн, их распространение и поверхностный эффект. Изложен ряд новых вопросов, пока не входящих в программу курса ТОЭ. К ним относятся электромагнитное экранирование, переходные процессы в электромагнитном поле, электромагнитное поле в движущихся средах и основы магнитогидродинамики, являющиеся теоретической базой новых направлений электротехники — импульсной техники, прямого преобразования тепловой энергии в электрическую в магнитогидродинамических генераторах, электрореактивных двигателей, исследования околоземного и космического пространства и т. п.

Двигатели с Я=280. ..355 мм имеют сварной корпус из сталь--нопишста^лаподненный в виде полустанины, на которой имеются четыре стойки, соединенные с основанием продольными планками, а в верхней части — двумя ребрами. Выполнение корпуса в виде полустанины, которая закрывается сверху легким кожухом из листовой стали, позволило значительно уменьшить массу двигателя этого отрезка серии. На наружных стойках корпуса устанавливают подшипниковые щиты, а на внутренних — сердечник статора с обмоткой. Сердечник статора укрепляется на центрирующих заточках внутренних стоек только нижней своей половиной с помощью массивных нажимных колец. Подшипниковые щиты укрепляются на центрирующих заточках наружных колец также нижней половиной. Щиты выполнены в виде ступицы и обода, соединенных между собой шестью ребрами-спицами Т-образного сечения, которые обеспечивают требуемую прочность и жесткость конструкции щита. На торцовой поверхности щитов имеются окна для входа и выхода охлаждающего воздуха. Замковые поверхности на щитах наружные, а на корпусе — внутренние.

Развитие периферийных устройств ЭВМ и появление операционных (программных) систем позволило значительно расширить число задач, решаемых с помощью ЭВМ. С 60-х годов с применением средств вычислительной техники решены весьма сложные задачи, связанные с проектированием как отдельных электрических машин (ЭМ), так и целых серий ЭМ. Появление устройств отображения, а затем и ввода графической информации (что весьма важно для инженеров-машиностроителей) следует назвать этапным моментом на пути автоматизации проектных работ, так как появилась возможность обрабатывать и отображать не только символьную, но и образную информацию с помощью автоматических средств.

Широкое использование микросхем и микросборок позволило значительно увеличить плотность компоновки и сократить объем РЭА. Это привело к повышению удельной мощности рассеяния и к повышению температуры внутри РЭА по сравнению с аппаратурой, построенной на дискретных радиоэлементах. Чтобы снизить температуру внутри блока, конструктор вынужден принимать дополнительные меры к охлаждению РЭА.

Большое влияние на развитие ЦВМ оказало появление в начале 50-х годов ОЗУ на тороидальных феррито-вых сердечниках, которые по своим характеристикам намного превосходили существовавшие в то время ОЗУ других типов (на электронно-лучевых трубках, линиях задержки и др.). С тех пор в ЦВМ в качестве запоминающих элементов ОЗУ используются в основном магнитные сердечники. В течение почти 20 лет происходит непрерывное совершенствование материалов для ферритовых сердечников и технологии их изготовления. Это позволило значительно уменьшить размеры сердечников с целью повышения быстродействия ОЗУ при одновременном увеличении их емкости.

Операционные усилители. +ик„(№8) До появления линейной ин- т» тегральной схемотехники к классу операционных усилителей (ОУ) относили многокаскадные усилители постоянного тока с обратными связями, которые использовались в аналоговой вычислительной технике для выполнения операций алгебраического сложения, вычитания, умножения, деления, дифференцирования, интегрирования, логарифмирования и др. Успехи в области технологии обусловили появление серийных партий ОУ в виде интегральных микросхем, что позволило значительно улучшить их технические и эксплуатационные показатели и расширить функциональную ориентацию. Поэтому в настоящее время под ОУ понимают высококачественный усилитель напряжения, предназначенный для выполнения разнообразных функций, в том числе перечисленных ранее.

В течение многих лет применялась горячекатаная сталь ЭЧ1, ЭЧ2 с толщиной листов 0,5 — 0,35 мм, допускающая индукцию 1,4-1,45 Тл, с удельными потерями 2,5 — 3,5 Вт/кг. В настоящее время применяется холоднокатаная текстурованная сталь марок 3405, 3406, т. е. сталь с определенной ориентировкой зерен, допускающая индукцию до 1,7 Тл, с удельными потерями 0,9 — 1,1 Вт/кг. Применение такой стали позволило значительно уменьшить сечение магнитопровода за счет большей допустимой магнитной индукции, уменьшить диаметр витков обмотки, уменьшить массу и габариты трансформаторов. Масса трансформаторов на единицу мощности в 1930 г. достигала 3,33 т/(MB-А), а в настоящее время 0,74 т/(МВ-А).

После работ Муассана и Вильсона в 1892 г., разработавших технологию получения в шахтных электропечах карбида кальция, его производство начало быстро развиваться. В дальнейшем в шахтных ш> чах начали выплавлять и ферросплавы. Применение для этих целей трехфазных печей Хельфенштейна позволило значительно повысить производительность агрегатов и масштабы производства в целом. Сдерживающими факторами здесь являлись трудность механизации загрузки печей, большие потери в электродах и неумение конструировать рациональные короткие сети. Вследствие большой индуктивности то-коподводов в них терялась значительная часть подводимого напряжения и номиналь-

да, в котором уже нельзя различить вновь инжектируемые носители. Вот почему нестационарный ток при выключении инжектирующих импульсов спадает очень медленно. Кроме того, на кривой релаксации отсутствует пик, связанный с переходными процессами. Такой эффект можно рассматривать как обобщенный процесс захвата носителей. В то же время можно очень точно измерить время освобождения носителей из ловушек, так как носители заряда при нестационарном токе можно собрать противоположным по знаку электродом. Средняя скорость дрейфа носителей к "электроду будет определяться в этом случае дрейфовой скоростью максимума гауссовского волнового пакета для свободных электронов. Такое же описание процессов можно применить и для наблюдаемой в аморфных полупроводниках прыжковой проводимости [ 120].

личины подвижности носителей ввести нельзя. Время пролета tT [= (djE)l'a exp (AjkT)] [127] оказывается здесь'нелинейно зависимым от приложенного электрического поля Е и от толщины образца d (Д -энергия активации, слабо зависящая от электрического поля). Для расчета параметров дисперсионного переноса в аморфных полупроводниках авторы [127] предположили сильный разброс в значениях времен перескока носителей между ловушками. Позже, однако, один из авторов [127] признал, что такой подход годится только для описания дисперсионного переноса, контролируемого ловушками [120, 128]. Как было теоретически показано автором [129], примененная Шером и Монтроллом модель непрерывных случайных блужданий больше подходит для расчета параметров обобщенного переноса, контролируемого ловушками, чем для описания прыжковой проводимости. В работах [130-133] с помощью различных приближений рядом авторов независимо проведен теоретический анализ явлений многократного захвата носителей локализованными и размазанными состояниями. Эти работы показали, что модели непрерывных случайных блужданий [127] и многократного захвата носителей эквивалентны. В работе [134], в частности, удалось получить совпадающий с экспериментальными данными расчетный результат, согласно которому дисперсионный перенос зависит от трех различных типов ловушек.

ную от ab температурную зависимость. Температурные зависимости дисперсионных параметров во временных интервалах до и после (аа) момента пролета показаны на 2.4.2. В широком интервале температур аа>аь, что в корне противоречит результату теории [120, 135] (аа=аь). Более того, как следует из работы [122] зависимость аь и аа от температуры различная. Кроме случая для аь, описанного в работе [122], температурные зависимости аа и аь вряд ли подчиняются простому выражению а = Т/ Т0. Авторам [136] удалось получить экспериментальные результаты, сравнимые с процессом дисперсионной прыжковой проводимости [127]. Ими отмечено единообразие зависимостей нестационарного фототока от приложенного напряжения [ (1,1-1,6) • •10s В/см] и температуры (207-244 К).

Проводимость аморфного сплава превышает известные ранее пределы для легированного аморфного кремния и достигает 1 См/см или более. Перенос носителей хорошо описывается в рамках модели прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка. Предполагается, что зонная структура аморфного сплава подобна зонной структуре полуметаллов.

Эффект Холла. Результаты измерений эффекта Холла существенно отличаются от результатов, ожидаемых для модели свободных носителей. Наблюдаемый "потенциал Холла" не меняет знака, когда направление магнитного поля или направление тока меняется на противоположное. Следовательно, невозможно определить тип проводимости и концентрацию носителей обычным методом. Это наводит на мысль, что механизм переноса носителей в этом сплаве отличается от механизма переноса носителей -в легированном аморфном кремнии, осажденном в ТР, где основная масса носителей течет через делокализованные состояния. Это свидетельствует в пользу механизма прыжковой проводимости.

да, в котором уже нельзя различить вновь инжектируемые носители. Вот почему нестационарный ток при выключении инжектирующих импульсов спадает очень медленно. Кроме того, на кривой релаксации отсутствует пик, связанный с переходными процессами. Такой эффект можно рассматривать как обобщенный процесс захвата носителей. В то же время можно очень точно измерить время освобождения носителей из ловушек, так как носители заряда при нестационарном токе можно собрать противоположным по знаку электродом. Средняя скорость дрейфа носителей к "электроду будет определяться в этом случае дрейфовой скоростью максимума гауссовского волнового пакета для свободных электронов. Такое же описание процессов можно применить и для наблюдаемой в аморфных полупроводниках прыжковой проводимости [ 120].

личины подвижности носителей ввести нельзя. Время пролета tT [= (djE)lla exp (AjkT)] [127] оказывается здесь'нелинейно зависимым от приложенного электрического поля Е и от толщины образца d (Д -энергия активации, слабо зависящая от электрического поля). Для расчета параметров дисперсионного переноса в аморфных полупроводниках авторы [127] предположили сильный разброс в значениях времен перескока носителей между ловушками. Позже, однако, один из авторов [127] признал, что такой подход годится только для описания дисперсионного переноса, контролируемого ловушками [120, 128]. Как было теоретически показано автором [129], примененная Шером и Монтроллом модель непрерывных случайных блужданий больше подходит для расчета параметров обобщенного переноса, контролируемого ловушками, чем для описания прыжковой проводимости. В работах [130-133] с помощью различных приближений рядом авторов независимо проведен теоретический анализ явлений многократного захвата носителей локализованными и размазанными состояниями. Эти работы показали, что модели непрерывных случайных блужданий [127] и многократного захвата носителей эквивалентны. В работе [134], в частности, удалось получить совпадающий с экспериментальными данными расчетный результат, согласно которому дисперсионный перенос зависит от трех различных типов ловушек.

ную от ab температурную зависимость. Температурные зависимости дисперсионных параметров во временных интервалах до и после (аа) момента пролета показаны на 2.4.2. В широком интервале температур аа>аь, что в корне противоречит результату теории [120, 135] (аа=аь). Более того, как следует из работы [122] зависимость аь и аа от температуры различная. Кроме случая для ah, описанного в работе [122], температурные зависимости аа и аь вряд ли подчиняются простому выражению а=Т/Т0. Авторам [136] удалось получить экспериментальные результаты, сравнимые с процессом дисперсионной прыжковой проводимости [127]. Ими отмечено единообразие зависимостей нестационарного фототока от приложенного напряжения [ (1,1-1,6) • •10s В/см] и температуры (207-244 К).

Проводимость аморфного сплава превышает известные ранее пределы для легированного аморфного кремния и достигает 1 См/см или более. Перенос носителей хорошо описывается в рамках модели прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка. Предполагается, что зонная структура аморфного сплава подобна зонной структуре полуметаллов.

Эффект Холла. Результаты измерений эффекта Холла существенно отличаются от результатов, ожидаемых для модели свободных носителей. Наблюдаемый "потенциал Холла" не меняет знака, когда направление магнитного поля или направление тока меняется на противоположное. Следовательно, невозможно определить тип проводимости и концентрацию носителей обычным методом. Это наводит на мысль, что механизм переноса носителей в этом сплаве отличается от механизма переноса носителей -в легированном аморфном кремнии, осажденном в ТР, где основная масса носителей течет через делокализованные состояния. Это свидетельствует в пользу механизма прыжковой проводимости.

О другом факте, противоречащем модели поверхностного захвата, сообщил Босс {66]; он выполнил низкотемпературные (4,2 К) измерения 1//-шума в инверсном слое специально изготовленных МОП ПТ. Окисел был легирован ионами натрия (Na+), которые при комнатной температуре были подвижными и могли дрейфовать либо по направлению к поверхности раздела Si—SiO2, либо от нее при подаче на затвор положительного либо отрицательного смещения. При температуре ниже примерно 200 К эти Ыа+-ионы оказывались «вмороженными» в определенном месте. При достаточно высоких концентрациях ионов Na+ (около 1012 см~2) на кривой зависимости проводимости от напряжения на затворе появляется широкая структурная область, связанная с плотностью состояний в примесной воне Na+. Измерения шумов были проведены в области около пика проводимости, связанного -с примесной зоной, где крутизна Gm была равна нулю. Босс полагал, что теории, основанные на захвате носителей ловушками поверхности, предсказывают, что интенсивность 1//-шума пропорциональна Gm2. На самом деле он экспериментально обнаружил, что шум имеет максимум в том месте, где крутизна Gm равна нулю, и что огибающая кривой зависимости мощности шума от напряжения на затворе ведет себя так же, как и проводимость. Это привело его к выводу о том, что l/f-шум есть «собственное свойство переноса электрического заряда при прыжковой проводимости, и он не обусловлен захватом носителей ловушками».