Oskillistori

Oskillistori  on puolijohdelaite , joka koostuu puolijohdenäytteestä , jonka läpi virtaa sähkövirta , sijoitettuna sähkövirran pituussuuntaiseen magneettikenttään ja kuormitusresistanssista, joka on kytketty sarjaan vakiojännitelähteen kanssa.

Historia

Ensimmäistä kertaa nimen "oskillaattori" antoivat Larrabee ja Steele teoksessa "Oscillistor - a new type of puolijohdeoscillator" [1] .

Nimi johtuu siitä, että tämä puolijohdelaite tuottaa korkeataajuisia sähköisiä värähtelyjä, jotka ovat muodoltaan lähellä sinimuotoisia. Laitteen toiminta perustuu elektronireikäplasman kierteisen epävakauden ilmiöön . Tämän puolijohteiden ilmiön löysivät Yu. L. Ivanov ja S. M. Ryvkin vuonna 1957, jotka suorittivat kokeita germaniumista valmistetulla näytteellä sauvan muodossa, jonka poikkileikkaus oli 1,5 × 1,5 mm ja pituus 8 mm ohmisella. koskettimet päissä [2] . Virta -jännite-ominaisuuksien muoto poikkesi hieman lineaarisesta. Huoneenlämpötilassa tasavirta johdettiin näytteiden läpi. Virran vaihtelut kirjattiin jännitteen vaihteluina näytteen kanssa sarjaan kytketyn vastuksen yli. Värähtelyn esiintymisellä oli kynnysluonne: tietyllä magneettikentällä B värähtelyjä syntyi vain tietyllä näytteen läpi kulkevalla virralla ja tietyllä virralla vain alkaen tietystä minimiarvosta Tl [2] .

Toimintaperiaatteet

Kun magneettisen induktiovektorin riittävän tiukka yhdensuuntaisuus virtaavan virran suunnan kanssa oli, värähtelyt olivat lähellä sinimuotoisia ja niiden taajuus oli 10–15 kHz. Tästä yhdensuuntaisuudesta poikettaessa 10° kulmassa värähtelyt vääristyivät voimakkaasti muodoltaan ja pienenivät amplitudiltaan. Näytteiden lämpötilan lasku lisäsi värähtelyjen amplitudia ja taajuutta, ja niiden voimakas valaistus johti värähtelyjen katkeamiseen. Näytteiden pinnan etsaus vetyperoksidissa vaikutti värähtelyjen ilmaantumiseen.

Virran nostaminen kynnysarvon yläpuolelle tietyssä magneettikentässä lisäsi värähtelyjen amplitudia ja taajuutta. Vastaavasti magneettikentän kasvu Bmin:n yläpuolella tietyllä virralla lisäsi myös värähtelyjen amplitudia ja taajuutta, mutta vähemmän kuin silloin, kun näytteen läpi kulkevaa tasavirtaa muutettiin.

Näin ollen vaihteluiden luonne riippui useista tekijöistä. Kuitenkin kaikissa tapauksissa värähtelyjen amplitudin lisääntyminen tai lasku, joka liittyy mihin tahansa kokeen olosuhteisiin, johti vastaavasti niiden taajuuden kasvuun tai laskuun [2] .

Virran värähtelyjä samanlaisissa olosuhteissa kuin kohdassa [2] kuvattiin indiumantimonidissa injektiotilassa [3] ja iskuionisaatiotilassa [4] .

Huomattava osa puolijohteiden helical plasma instability (HI) -työstä, joka on julkaistu ennen 1990-luvun alkua, on omistettu enimmäkseen HI:n kehittymisen säännönmukaisuuksiin germaniumnäytteissä. Nykyaikaisen elektroniikan perusmateriaalina oleva pii on käytännössä verrattavissa germaniumiin. Piipinnan parametrit ovat ajan myötä vakaampia johtuen {{{1}}} oksidin luonnollisesta kasvusta.. Lisäksi on kehitetty luotettavia menetelmiä piirakenteiden pinnan keinotekoiseen suojaamiseen. Germaniumin pinnan ominaisuuksien epävakaudesta johtuu, että germaniumin HV:hen perustuvien laitteiden parametrit olivat ajallisesti epävakaita. Laajemman kaistavälin ansiosta piidiodien käyttölämpötila on korkeampi kuin germaniumdiodien. Tietyt käytännön hyödyt, joita odotetaan piilaitteilta, joissa on kierteistä epästabiilisuutta, tekevät piin kierteisen epästabiiliuden tutkimuksen ajankohtaiseksi.

Käytännön käyttöä varten vaaditaan tankojen muotoisia piirakenteita, joiden ruiskutuspään koskettimien välinen vähimmäisetäisyys dz on. Mitä pienempi dz on, sitä pienempi on magneettirako pienten kestomagneettien järjestelmässä, johon puolijohderakenne on sijoitettu, sitä suurempi on induktioarvo ja sitä laajempi oskillistilaitteen lämpötila-alue ja sitä suurempi on oskillointilaitteen taajuus ja amplitudi. oskillistin generointi oskillistin tietyllä jännitteellä.

Yksityiskohtainen tutkimus eripituisista piioskillistoreista laajalla lämpötila-alueella 77 K - 370 K ja laajalla magneettikentillä 0 - 3,5 T suoritettiin ensin P. N. Drobotin kokeellisten tutkimusten sarjassa. suoritettiin Tomskin valtionyliopistossa professori V. I. Gamanin [5] [6] [7] yleisen ohjauksen ja tieteellisen keskustelun alaisena .

Katso myös

• Värähtelyt

Muistiinpanot

1. ↑ Larrabee RD, Steel MC Oscillistor - Uuden tyyppinen puolijohdeoskillaattori J. Appl. Phys. v.31, N.9 s.1519-1523 (1960). doi : 10.1063/1.1735885
2. ↑ 1 2 3 4 Ivanov Yu. L., Ryvkin SM Virtavärähtelyjen  esiintyminen germaniumnäytteissä, jotka on sijoitettu sähköiseen ja pitkittäiseen magneettikenttään. // JTF. - 1958. - v. 28. - c. 4. - s. 774-775.
3. ↑ Bok J., Veilex R. Semi-Conductivite Experiences d'electrons chauds SbIn. Sovellus a la realisation d'un oscillateur. // CR Acad. Pariisi. - 1959. - v. 248.-N16. — s. 2300-2302.
4. ↑ Glicksman M., Powlus RA Observations of Electron - Hole Current Pinching in Indium Antimonide. // Phys. Rev. - 1961. - v. 121.-N.6. - s. 1659-1661.
5. ↑ Gaman VI ja Drobot PN Varauksensiirtomekanismi erittäin puhtaissa piipohjaisissa n±π-p+ -rakenteissa // Russian Physics Journal. - 2000. - V. 43. - N7. - s. 558-567
6. ↑ Gaman VI:n ja Drobotin PN :n piioskillistorien kynnysominaisuudet // Russian Physics Journal. - 2001. - V. 44. - N.1. - P.55-60
7. ↑ Gaman VI:n ja Drobotin PN :n kynnystaajuus kierteisen elektronireiän plasman epävakauteen // Russian Physics Journal. - 2001. - V. 44. - N.11. - P.1175-1181