Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

а) б)
Рис. 42 Направление внешнего поля и силы, действующей на электрон, при задерживающем (а) и
ускоряющем ( б )
напряжении на аноде
электроны, которые вылетели из эмиттера с запасом кинетической энергии, не меньшим – qV
(V < 0). Для этого их энергия в
эмиттере должна быть не меньше
qV−χ
вн
. Заменив в выражении (10.8)
вн
χ
на qV−χ
вн
, получим следующее
соотношение для тока, текущего в цепи
=
µ−−χ
−=
kT
qV
I
kT
qV
ASTI expexp
0
вн
2
, (10.10)
где S – площадь поверхности, эмитирующей электроны;
0
I – ток эмиссии. Логарифмируя это выражение, находим
.lnln
kT
qV
II +=
0
(10.11)
На рис. 43 показан график зависимости ln I от V. Для V < 0 он представляет собой прямую, отсекающую на оси ординат
(V = 0) отрезок ln I
0
.
Рис. 43 Зависимость тока напряжения на аноде
При положительном потенциале на коллекторе все электроны, покидающие эмиттер, попадают на коллектор. Поэтому
ток в цепи меняться не должен, оставаясь равным току насыщения I
0
(штриховая кривая на рис. 43).
10.4 Эффект Шоттки
При V > 0 ускоряющее поле у эмиттирующей поверхности, действуя на электрон с силой
вн
qVF −= , совершает на пути
х работу
xx
qVF −= и тем самым уменьшает потенциальную энергию электрона на xqU ξ=
вн
. На рис. 44, а показана
зависимость от х потенциальной энергии электрона V (штрих-пунктирная прямая). Из рис. 44, а видно, что ускоряющее поле,
действующее у эмиттирующей поверхности, понижает потенциальный барьер на
χ
∆
. Расчет показывает, что для полей не
слишком высокой напряженности
ξ∞
πε
ξ
=χ∆
0
3
4
q
. (10.12)
Понижение потенциального барьера под действием внешнего поля называется эффектом Шоттки. Он приводит к тому,
что с ростом положительного потенциала на коллекторе ток эмиссии не сохраняется постоянным (I
0
), а несколько
увеличивается (непрерывная кривая, рис. 43).
Холодная эмиссия электронов. Внешнее ускоряющее поле вызывает не только понижение потенциального барьера, но и
уменьшение его толщины d (рис. 44, б), что в полях достаточно высокой напряженности (>10
9
В/м) делает такой барьер
достаточно прозрачным для туннельного просачивания электронов и выхода их из твердого тела. Это явление получило
название холодной эмиссии электронов.

Страницы