Краткая характеристика отдельных типов лазеров (твердотельного, полупроводникового и молекулярного).
- По характеру рабочего вещества – газовые, твёрдотельные, полупроводниковые.
Газовые лазеры – рабочее вещество: инертные газы или их смеси. Твёрдотельные – кристаллические или аморфные диэлектрики с примесью различных активаторов. Полупроводниковые – полупроводниковые соединения типа вырожденного арсенида галлия GaAs.
Необходимая обратная связь в ОКГ осуществляется с помощью оптического резонатора – системы обращённых друг к другу отражающих поверхностей (зеркал). Активное вещество помещают между зеркалами. Возникающее в резонаторе индуцированное излучение в результате спонтанных излучательных переходов многократно проходит активное вещество, каждый раз усиливаясь в нём. Если усиление поля в активном веществе достаточно для компенсации потерь в резонаторе, то мощность вынужденного излучения нарастает до стационарного значения. Часть излучения выводимая из резонатора для использования в «нагрузке», для этой цели одно из зеркал делается полупрозрачным.
Examination card 3
Распределение токов в биполярном транзисторе.
В цепи эмиттера протекает большой прямой ток Iэ, в цепи коллектора протекает малый обратный ток Iкбо (при Iэ=0).
Дырки диффундируют из-за разности концентраций в базу, где они становятся не основными носителями (это инжекция дырок определяющая их прохождение через всю структуру и возможность усиления транзистора ).
Для осуществления инжекции дырок в базу необходимо, чтобы встречная диффузия и инжекция электронов из базы в эмиттер была бы значительно меньше. Область эмиттера для этого легируют значительно сильнее, чем область базы, Рэ>> РБ. Встречный поток электронов через эмиттерный поток значительно меньше.
Дырки, достигшие коллекторного перехода, дрейфуют через него под действием поля (это экстракция носителей заряда).
При отсутствии инжекции (Iэ=0) через обратно включенный переход протекает тепловой ток IКБО, состоящий из двух дрейфовых токов не основных носителей (электронов в базу, дырок в коллектор).
Изменение концентрации электронов в базе транзистора вследствие:
диффузии электронов из базы в эмиттер навстречу основному потоку дырок;
рекомбинации с дырками в базе;
дрейфа электронов и дырок через обратно включенный коллекторный переход.
В цепи базы 3 составляющих тока:
(1-)* Iэ, (1-)* * Iэ, выходящие из базы и IКБО, входящий в транзистор через базовый вывод:
IБ=(1-)*Iэ+(1-)**Iэ–IКБО
При подаче на вход (в цепь эмиттера) входного сигнала и включении в цепь коллектора нагрузки, транзистор работает в качестве усилителя.
Режим насыщения. происходит встречная инжекция не основных носителей через p-n-переходы в базу. Сопротивление транзистора получается малым. Это соответствует положению транзистора переключателя «отперт».
При обратном включении обоих переходов происходит экстракция (вытягивание) не основных носителей из базы через оба p-n-перехода в крайние области. Сопротивление транзистора велико. Это положение транзистора - переключателя «заперт». Транзистор почти не пропускает токи (очень небольшие обратные тепловые токи).
Возможен ещё режим умножения (лавинное умножение носителей заряда в поле коллекторного перехода). Ток в цепи коллектора резко возрастает, и транзистор работает как генератор коротких импульсов с малым временем нарастания и спада.