онных р-п-р-транзисторов из германия при напряжениях значительно ниже напряжения пробоя. Коллектор был плавающего типа. Из 20 исследованных образцов только у 4 был обнаружен BjbiBHoft шум. Они проводили исследования в диапазоне температур от -10 до -1-20°С; верхний температурный предел определялся тепловым шумом (при этом случайные прямо-

J.S J,6 3,7

Рис. 7.3. Обратная ветвь вольт-амперной характеристики германиевого р-п-перехода с отрезком горизонтальной прямой, указывающим диапазон смещений, при которых наблюдается взрывной шум.

(Согласно [41], с любезного разрешения Американского физического института.)

Рис. 7.4. Зависимость среднего числа всплесков за секунду z от обратной температуры для напряжения смещения 7,5 В.

Кружки - данные экспериментальных измерений. (Согласно [41], с любезного согласия Американского физического института.)

угольные импульсы размывались настолько, что их нельзя было уже надежно выделять), нижний температурный предел определялся скоростью повторения этих импульсов, которая становилась слишком малой, чтобы можно было проводить измерения. Типичные примеры токовых импульсов взрывного шума при обратном смещении приведены на рис, 7.2.

Все результаты, о которых сообщили Вольф и Холлер, относятся к одному выбранному типу транзистора. Диапазон обратных смещений, в котором они надежно наблюдали взрывной шум, указывается на рис. 7.3 горизонтальной чертой, на нем проводится обратная ветвь вольт-амперной характеристики перехода при фиксированной температуре. Как можно видеть из

ЭТОГО рисунка, «мягкий» пробой в переходе возникает при обратном смещении 51 В.

Из результатов Вольфа и Холлера следует несколько интересных выводов. Они нашли, что при постоянном обратном смешении среднее число токовых импульсов за секунду z изменяется по экспоненте с показателем, обратно пропорциональным! абсолютной температуре, как показано на рис. 7.4. Сплошная линия на этом рисунке соответствует выражению

Z=const X ехр (-qfp/kB), (7.1)

где k - постоянная Больцмана, а 0 - абсолютная температура. Согласно Вольфу и Холлеру, возможно, что дц) - это энергия активации, значение которой, найденное по наклону этой линии, составляет дф=0,79±0,04 эВ. Это больше, чем величина запрещенной зоны в германии. Было обнаружено, что величина Z не зависит от обратного смещения в диапазоне напряжений 5-30 В, что не соответствует результатам измерений, проведенных Пеем для точечно-контактных диодов.

Распределение плотности вероятности положительных и отрицательных импульсов тока измерялось при температурах О, 10 и 19,5 °С. Было найдено, что во всех случаях эти распределения имеют вид

р(4) = ±-ехр(-4/т±), (7.2)

где t± - длительность положительного или отрицательного импульса, а т+ - среднее значение длительности t+ или t-. Экспериментальные результаты приведены на рис. 7.5, где ясно видна экспоненциальная зависимость. Сравнивая ординаты в том случае, когда t+=t-=0, из этих графиков можно найти, что отношение т+/т- изменяется при изменении температуры; оно имеет значение 40 при ОХ, 35 при ЮС и 32 при 19°С, что указывает на то, что по мере увеличения температуры шумовой сигнал становится менее асимметричным.

Было найдено, что плотности вероятности не зависят от обратного смещения, тогда как высота импульса Д/ увеличивается с возрастанием температуры, в конце концов достигая предельной величины, как показано на рис. 7.6.

Наконец, Вольф и Холлер провели измерение спектрального распределения интенсивности шума и нашли, что для частот, больших 150 Гц, оно изменяется по закону f- (рис. 7.7).

Причина возникновения импульсной помехи у обратносмещенных р-п-переходов все еще не полностью ясна. Предлагалось несколько физических механизмов, один из первых среди них относится к случайным температурным флуктуациям, вызывающим включение - выключение траектории поверхностной проводимости образца. Этот механизм был предложен Кардом

о 10 20 30 fO 50

Рис. 7.5. Распределение плотностей положительных (а) и отрицательных (б) токовых импульсов при температурах О, 10 и 19,5 "С.

Экспериментальные точки обозначены кружками, а числа в круглых скобках указывают количество проанализированных -iflyMaeB. (Согласно [41], с любезного разрешения Аме« риканского физического института.)

и, в

Рис. 7.6. Зависимость величины импульса Д/ от обратного смещения V.

Экспериментальные точки соответствуют незалитым (17 °С) и залитым (1 "С) кружкам. (Согласно [411, с любезного разрешения Американского физического института.)

И Чаудхари и впоследствии получил поддержку у Вольфа и Холлер а. Все эти авторы отвергли идею о том, что данное явление связано с пробоем внутри перехода на том основании, что Оно имеет место при обратных смещениях, значительно меньших напряжения пробоя.

С точки зрения такого вывода может показаться удивительным, что второй механизм возникновения взрывного шума, который активно обсуждался в литературе, связан с микроплазмой. Как известно, микроплазменные эффекты ассоциируются с пробоем в р-п-переходах; это обстоятельство обсужда-