3. Энергетическая диаграмма гелий-неонового лазера. Свойства его оптического излучения.

Возбуждение газообразных активных сред достигается при соударениях молекул газа с электронами или возбуждёнными молекулами другого газа.

Р азряд в смеси 2-х газов: А – основной газ, В – вспомогательный Инверсия создаётся при энергетических переходах основного газа. Примесный газ служит для передачи возбуждений. Примесные и основные газы должны обладать определённой структурой энергетических уровней. Чтобы был возможен обмен энергией, необходимо, чтобы возбуждённые энергетические уровни гелия и неона мало отличались друг от друга, не более чем на величину энергии теплового движения молекул . Роль первичного возбуждения квантовой системы выполняют электроны, возникающие в результате газового разряда.

Электроны возбуждают молекулы основного и примесного газов и в результате происходит заселение уровней 2 и 3 газа А и уровня 3 газа В. Затем энергия распределения частиц изменяется вследствие взаимодействия молекул газовой смеси.

Для получения непрерывной генерации в каком-либо переходе необходимо, чтобы время жизни атома в верхнем энергетическом состоянии было больше, чем в нижнем.

Каждый из уровней 2S, 2P, 3S, 3P имеет сложную структуру и состоит из нескольких подуровней (2S – 4 подуровня, 2Р – 10). В принципе, генерация возможна между отдельными подуровнями. Наиболее активные указаны выше.

Examination card 2

1. Структура и распределение примесей в биполярном транзисторе.

В эмиттерном переходе происходит инжекция носителей в базу, в коллекторном переходе происходит экстракция носителей из базы. Основные характеристики транзистора определяются процессами в базе.

Возникновение электрического поля в базе связано с градиентом концентрации примесей.

Поле способствует движению не основных носителей от Э к К, если концентрации некомпенсированных примесей в базе уменьшается по направлению от Э к К.

2. Быстродействие биполярных транзисторов (дискретных и интегральных).

   Различие дрейфового и бездрейфового транзисторов. Рассматриваются процессы в базе транзистора при различной легированности примесями. Для увеличения быстродействия биполярных транзисторов используется структура с неоднородным распределением концентрации примесей в базовой области. При этом транзистор переходит в режим дополнительного ускорения неосновных носителей в базе под действием возникающего в базе “встроенного” электрического поля.

Рисунок 4.5.Процессы в базе транзистора при различной легированности примесями.

Увеличивается скорость движения носителей в базе под действием “встроенного” электрического поля (под действием градиента концентрации основных носителей в базе, которые диффундируют к коллекторному переходу, обнажая вблизи эмиттерного перехода положительные заряды ионизированных атомов – доноров).

Движение не основных носителей в базе носит не только диффузионный, как в обычном сплавном транзисторе с равномерно легированной базой, но и дрейфовый характер.