Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 6. 7 februari 1948 - Icke linjära motstånd av halvledande och spärrskiktbildande material, av Bertil Stålhane
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
7 februari 19A8
71
också temperaturkoefficienten för att vid selenplattan i
genomsläppsriktning (5) och vid enskiktmotståndet åter
öka, när strömtätheten når ett högt värde och sålunda
grundresistansen gör sig gällande (välledande halvledare).
Motsvarande fenomen kan konstateras vid
växelströmsmätning av kapacitansernas storlek vid olika frekvens och
olika grundbelastning av likström, varvid såväl
nollresi-stansen och ventilresistansen (huvudsakligen parallella till
kapacitansen) som grundresistansen (i serie) gör sig
gällande. Härvid kompliceras saken av den ovannämnda
strömdeformation, som orsakas av ventilresistansens
spänningsberoende.
Olika typer av icke linjära motstånd
Ovan beskrivna icke linjära motstånd av
halvledare och spärrskiktbildande material kan
sammanfattningsvis diskuteras i anslutning till fig. 6.
som schematiskt ger exempel på olika
karakteristiker. I samband med arbetet vid EVI har vi
funnit praktiskt att särskilja följande huvudtyper
(beteckningar enligt kurvorna fig. 6):
1. strömmaximum-motstånd, förkortat
imaxmot-stånd: termopositiva motstånd (metall) med
tidströghet (med likströmsmatning uppstår vid låg
frekvens en negativ växelströms-konduktans och
kapacitansverkan);
2. strömnivåmotstånd: termopositiva motstånd
(metall) med tidströghet (med likströmsmatning
uppstår vid lag frekvens en
växelströmskonduk-tans nära noll och kapacitansverkan);
3. konstant motstånd;
4. spänning sniv åmot stånd: termonegativa
motstånd, termistorer (halvledare) med tidströghet
(med likströmsmatning uppstår vid låg frekvens
en växelströms-resistans nära noll och
induktans-verkan); spärrskiktmotstånd, ventilmotstånd,
va-ristorer (kiselkarbidmotstånd, torrventilplattor,
enskiktmotstånd) med obetydlig tidströghet (vid
likströmsmatning blir växelströms-resistansen Z=
= Riln, där n hänför sig till sambandet / =
= k ’ En);
5. spänningsmaximum-motstånd, förkortat
emax-motstånd. (Vi har här utgått frän
spänningsbeteckningen E enligt svenska elektrotekn. normer
av år 1935, SEN 2. I det fall att U väljes såsom
beteckning för spänningsfall enligt
rekommendation av IEC, skulle benämningen bli
umaxmot-stånd); termonegativa motstånd, direkta
termistorer (halvledare) med tidströghet (med likströms-
Fig. (i. Schematisk
sammanställning av olika
typer av icke linjära
motstånd.
matning uppstår vid låg frekvens en negativ
växelströmsresistans och induktansverkan).
De kursiverade benämningarna representerar ett
försök till systematisering med uttryck, som säger
någonting om motståndens karakteristik, oavsett
framställning och användning. Det vore
värdefullt att få del av kritik och alternativa förslag
till sådan nomenklatur. En diskussion vore även
önskvärd i fråga om de på detta område
erforderliga grafiska symbolerna2’3.
Appendix
Teorin tör ströingenomgång och kapacitans
hos spärrskiktsystem tht m «
Både för utveckling och tillämpning av icke-linjära
motståndselement, såsom torrventiler, varistorer och
termistorer, är teorierna för deras funktion av betydelse.
Mött, Davydov och framför allt Schottky har utarbetat
rymdladdningsteorin för torrventiler på sådant sätt, att
den väl täcker de empiriska resultaten för
genomsläpps-liktningen och spärrområdet nära noll. Den upptas
numera allmänt i vetenskaplig och teknisk litteratur, som
behandlar system baserade på halvledare19»17.
Schottky-teorin är intressant bl.a. därför, att strömmen
av elektroner antas gå från halvledaren till metallen i
genomsläppsriktning, i den händelse den
spärrskiktbildande halvledaren är en elektronöverskottsledare. Hittills
föreliggande tekniska system baserar sig emellertid på
hålledare (elektronunderskottsledare), där elektronerna i
teorin ersattes med positivt laddade partiklar, som i
genomsläppsriktning går från halvledare till metall. Den
resulterande strömmen blir sålunda likväl en elektronström
från metall till halvledare.
Här föreligger en fundamental skillnad gentemot tidigare
teorier. Man har belt naturligt utgått ifrån att
elektrongenomgången genom ett spärrskikt alltid försiggår lättare
från metall till halvledare än tvärtom, exempelvis uttryckt
på följande sätt i en sentida teknisk uppsats: "Man kan
få en viss uppfattning om vilken elektronernas
rörelseriktning och arbetsriktningen i ventilen måste bli samt ett
stöd för minnet, om man betänker att metallen är ett
elektronrikt ämne, medan halvledaren är elektronfattig.
Då en växelspänning påtryckes ventilen blir det lättare för
den stora mängden elektroner i metallen att storma och
bryta igenom spärrskiktet än för det relativt lilla antalet
elektroner i halvledaren att ta sig igenom från det andra
hållet." Minnesregeln, som närmast avsåg selenplattor,
är tekniskt riktig men teoretiskt felaktig.
Partikelströmmen i genomsläppsriktning går icke från metall (i detta
fall den påsprutade kontaktbeläggningen) till halvledare
utan i motsatt riktning. Men de aktiva "partiklarna" i
selen utgörs enligt modern teori icke av elektroner utan
av elektronvakanser i gittret, "hål", som måste räknas med
positivt tecken. Följaktligen erhålles likafullt genomsläpp
med minus på metall och pius på halvledare. Detsamma
gäller kopparoxidulplattorna och vissa andra tekniska
system.
Det är givetvis av intresse att experimentellt verifiera
"den felande länken" i Schottkys beviskedja, nämligen ett
spärrskikt-system med metall och
elektronöverskottshalv-ledare, där genomsläppsriktning blir elektronström från
halvledaren till metallen. Detta har också skett under
senare tid bl.a. i system med partiellt reducerad zinkoxid4.
En halvledare med aktualitet även i detta sammanhang är
kiselkarbid, som förekommer i olika tillstånd (typer),
nämligen dels såsom elektronöverskottsledare och dels såsom
underskottsledare (hålledare), vilket kan avgöras bl.a.
genom bestämning av Hall-koefficientens tecken. I försök
med metallspröt ("cat’s whisker") mot kiselkarbidkristaller
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
