Главная  Носители тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

удобно с помощью соотнощения (5.51) ввести новую переменную -напряжение смещения между каналом и затвором:

Axi={2q[inNawblla)SWo.

Предполагая, что f/(l-It) и rt не зависят от г/i и xi, и выполняя интегрирование, находим

X [- (у - ) - 2 (у -- г ) - 2 Ш {~)]. (5.68)

где y = (-V, + V * + V,)/lF 2=(-V,-fV ф)/lГ„ а lF,o - напряжение отсечки.

Отсюда вытекает логарифмическая расходимость при у->-1 (насыщение). В экспериментах Sj (f) сходится

к конечной величине (см. рис. 5.13).

Существуют три возможных уточнения этого результата, не связанных с привлечением функциональной зависимости Sj (/) от г/ и 2.

а) Флуктуация 8b, определяемая выражением (5.64), была вычислена для одной стороны канала. Поскольку обе стороны имеют независимые флуктуации 6fei и дйг, а полная ширина канала равна 2Ь, получим

28fe = 8fe,-f 6fe bb={lf4){bbl-bbl). (5.69)

Поэтому правую часть (5.68) следовало бы разделить на 4 при Ьb < ЬЬ1 и на 2, если Ьb = ЬЬ1.

б) Произведение ft{i-ft) не независимо от уь но очень мало, за исключением окрестности точки yi=yo, где квазиуровень Ферми ловушек пересекает уровень захватывания. В этой точке ft{l--ft) имеет свое максимальное значение Д. При у<уо и у>Уо функция (1- ) быстро стремится к нулю. Коррекцию ввести несложно.

в) Часто можно встретить некоторое распределение постоянных времени Tj вместо одного единственного зна-



Ч

ВЗмка,-

0,0-1

0,001

ш

f, (f2t4

Рис. 5.12. Зависимость эквивалентного шумового тока /экв от частоты для полевых транзисторов № 8 (кремний) и № 9 (германий).

В этих приборах ранних выпусков эффект проявляется очень сильно. Современные приборы имеют лучшие показатели. Горизонтали показывают соответствующие теоретические уровни шумового тока [51].

0.01

Рис. 5.13. Зависимость /экв энЕО от VuIVm для нескольких полевых транзисторов с р-п переходом, изготовленным методом диффузии, экво do соответствуют режиму насыщения [52].

чения. В таком случае вместо спектра типа const/(l-f -f-(oV() получается какой-то размазанный спектр (рис. 5.12).

На рис. 5.13 показана нормированная зависимость шума от напряжения на стоке. Здесь Vdo и /экво - значения напряжения стока и эквивалентного тока насыщенного диода, характеризующего шум, в режиме насыщения. При малых значениях Ув.1Уаа отношение /экеДэкво изменяется как (Vd/Vdo) что можно ожидать из разложения выражения (5.68) в ряд Тейлора по у. (Заметим, что при малых VdlVaa величина h изменяется как Vd/Vdo-) Из рис. 5.13 следует, что /экв сходится к конечной величине. Отсутствие расходимости (/) обуслов-

й

лено тем, что подвижность носителей зависит от поля.



в

ДРОБОВОЙ ШУМ, ШУМ ТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ФЛИККЕР-ШУМ [24, 60-70]

6.1. дробовой шум в твердотельных приборах [24]

Протекание тока в диодах типа металл-полупроводник!) является обычно дуффузионным процессом, и шум, связанный с ним, является диффузионным шумом. Можно показать, что этот шум может быть также представлен как шум эмиссии через потенциальные барьеры, и, поскольку акты пересечения носителями потенциальных барьеров образуют последовательность независимых случайных событий, можно ожидать полного дробового шума.

Ток в р-п переходах протекает благодаря инжекции неосновных носителей в базовую область и их после-дуюшей диффузии и рекомбинации. Точный способ описания этого шума был бы связан с введением источников диффузионного шума и шума генерации - рекомбинации неосновных носителей; этот метод назван коллективным и рассмотрен в нриложении П.2. Но и в этом случае можно показать, что шум можно рассматривать как процесс, связанный с нрохождением носителей через потенциальные барьеры, и, поскольку акты прохождения образуют последовательность независимых случайных событий, можно снова ожидать полного дробового шума. Такой подход назван корпускулярным. В нриложении П.2 показано, что он полностью эквивалентен коллективному.

А. Дробовой шум в диодах типа металл - полупроводник [71] и в р-п переходах

Протекание тока в диодах типа металл - полупровод ник связано с основными носителями и является быстрым процессом. Необходимо рассматривать два класса носителей (рис. 6.1,а):

Такие диоды еще называют диодами с барьером Шоттки. {Прим. ред.)




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 [ 35 ] 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74