Creeaza.com - informatii profesionale despre


Cunostinta va deschide lumea intelepciunii - Referate profesionale unice



Acasa » referate » fizica
Forma pulsului generat de detectorii cu semiconductori

Forma pulsului generat de detectorii cu semiconductori



Forma pulsului generat de detectorii cu semiconductori

Perechile de purtatori de sarcina (electroni si goluri) injectate in volumul detectorului de particula incarcata incidenta, se deplaseaza in campul electric creat de tensiunea de polarizare inversa Vi aplicata detectorului, producand un curent electric in circuitul exterior. Sarcina colectata Q (integrala curentului) se poate folosi ca masura a energiei depozitate de radiatia incidenta.

Din fig. 2.35 rezulta ca in cazul detectorilor cu jonctiune (n+-p sau p+-n) campul electric E, neglijand efectele marginale, creste liniar de la valoarea zero pana la cea maxima Em la distanta x egala cu grosimea d a stratului saracit in acord cu relatia:

(2.83)

In cazul detectorilor de tip n-i-p campul electric E poate fi considerat constant (fig. 2.40c) daca se neglijeaza efectele marginale. Rezulta ca in detectorii cu semiconductori se poate folosi un camp electric mediu Em=Es/2 pentru cei cu jonctiune si egal cu campul E constant pentru cei de tip n-i-p. Fiecare purtator de sarcina castiga deplasandu-se in campul electric constant Em rata de energie:


(2.84)

unde dx/dt este viteza purtatorului respectiv. Considerand detectorul sub forma unui

condensator de capacitate Cd rezulta ca energia W este extrasa din energia inmagazinata in aceasta capacitate, incarcata cu o sarcina Q datorita tensiunii de polarizare Vi si deci:

(2.85)

Pentru curentul i generat de un purtator de sarcina rezulta astfel valoarea:

(2.86)

care depinde de variatia cu timpul a distantei x parcursa de purtatorul respectiv.

Vom particulariza relatia (2.86) pentru un detector de tip n-i-p in care E=Em=Vi/d si de asemenea v=dx/dt=μE pentru campuri electrice nu prea intense. Cu acestea

(2.87)

unde μ este mobilitate purtatorilor respectivi.

Curentii generati de toti purtatorii N de sarcina, creati in detector de radiatia incidenta sunt:

(2.88)

Prin ie s-a notat curentul generat de electroni, iar prin ig curentul generat de goluri. Fireste, curentul total va fi:

(2.89)

Durata curentilor ig si ie depinde de timpul de deplasare al golurilor sau electronilor, deci de mobilitatea lor si de locul in care s-au format. Facand ipoteza ca toti purtatorii au fost creati simultan (ipoteza acceptabila caci timpul de stopare al particulelor incidente este destul de mic) la aceeasi distanta x0 (ipoteza adevarata doar pentru particule cu parcurs mic) de unul din electrozii colectori (fie acesta electrodul pozitiv, Fig. 2.48) rezulta pentru timpii necesari colectarii electronilor si golurilor relatiile:

(2.90)

Fig. 2.48 Forma campului electric si a

Potentialului intr-un detector de tip n-i-p

Impulsul de tensiune se determina din relatia:

(2.91)

din care rezulta:

(2.92)

(2.93)

Impulsul total de tensiune va fi:

(2.94)

Din relatiile (2.90) rezulta ca timpul de colectare al purtatorilor de sarcina depinde de locul in care au fost creati. Cand unul din purtatorii de sarcina ajunge la electrodul colector corespunzator, pulsul de tensiune isi schimba panta. In final, cand toti purtatorii de sarcina vor fi colectati, adica dupa un timp t mai mare decat te si tg, pulsul de tensiune dupa cum urmeaza din relatiile (2.92) si (2.93), are valoarea maxima egala cu:

(2.95)

fiind deci proportional cu sarcina Q=Ne depozitata de radiatia incidenta in volumul sensibil al detectorului. Aceste aspecte sunt ilustrate in fig. 2.49.



Fig. 2.49 Forma pulsului de tensiune pentru detectorii

de tip n-i-p; RC>>timpul de colectare.

Se constata ca durata maxima a frontului pulsului de tensiune este data de constanta de

timp t definita de relatia:

(2.96)

Problema se complica in cazul detectorilor cu jonctiune pentru care campul electric variaza in acord cu relatia (2.83). Vom considera cazul particular in care perechea electron-gol este creata in imediata apropiere a electrodului colector negativ, adica x0=0. In acest caz curentul va fi generat numai de electronul ce se deplaseaza spre electrodul pozitiv, iar caz relatia (2.67) cu E din (2.83) devine:

(2.97)

si deci timpul in care electronul parcurge o distanta cuprinsa intre 0 si x este:

(2.98)

de unde rezulta:

(2.99)

Folosind relatia (2.51) pentru curentul generat prin deplasarea electronului rezulta expresia:

(2.100)

in care constanta de timp t este definita astfel:

(2.101)

Curentul generat de N electroni (N=Q/e) va fi:

(2.102)

si deci pulsul de tensiune, in acord cu relatia (2.91) va fi:

(2.103)

Se constata ca si in acest caz pentru t>>t (t~6t) pulsul de tensiune are valoarea Q/Cd. In plus se observa de asemenea ca frontul de crestere al pulsului depinde de constanta de timp t. Aceste constatari sunt adevarate si in cazul general cand se ia in considerare contributia la curent a ambilor purtatori de sarcina.

Generalizand, putem spune ca frontul pulsului de tensiune, indiferent de tipul detectorului cu semiconductori folosit, este definit de constanta de timp t egala cu d2/μVi, constanta care este cu atat mai 'mica' si deci pulsul de tensiune mai 'rapid', cu cat grosimea stratului saracit este mai mica si tensiunea de polarizare mai mare. In cazul real frontul pulsului este definit nu numai de constanta t ci si de timpul de 'plasma' si de 'stopare'. Mentionam de asemenea ca forma pulsurilor nu este constanta, fiind dependenta de locul de formare al perechilor de purtatori de sarcina. Aceasta dependenta este cu atat mai pronuntata cu cat grosimea d a stratului saracit este mai mare.









Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia




Forma pulsului generat de detectorii cu semiconductori
Germinarea eterogena
Caracterizarea generala a proceselor de interactie a radiatiei laser cu suprafetele metalice
Materia – Starile materiei
Legile generale ale spatiului si vitezei
Legea de racire a corpurilor
Semnale aleatoare (continue) Putere.densitate Spectrala de putere. Functii de autocorelatie.
Lucrul pV


Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu