утверждал, что взрывной шум - явление сложное, которое возникает из-за нескольких причин, в ряде случаев конкурирующих между собой. С его точки зрения, нет причин полагать, что все виды взрывного шума, которые экспериментально наблюдаются, обусловлены единственным физическим механизмом. И это действительно верно, поскольку в определенном смысле взрывной шум в р-п-переходах с прямым смещением имеет существенно иные характеристики по сравнению со взрывным шумом в обратносмещенных р-п-переходах, что дает возможность предполагать, что в этих двух случаях действуют разные физические механизмы генерации шума. Характеристики взрывного шума в jo-п-переходах с прямым смещением рассматриваются ниже.

7.3. Взрывной шум Bp-- /г-переходах с прямым смещением

О взрывном шуме в кремниевых планарных транзисторах {п-р-п и р-п-р) сообщали Гиралт с сотр. [14, 15]. Характер шума напоминал взрывной шум у р-п-переходов при обратном смещении в том, что он также имел ступенчатую форму иногда с двумя уровнями, а в некоторых случаях с более чем двумя уровнями. Величина ступеней оставалась постоянной во времени, но имела зависимость от температуры и уровня смещения транзистора. Длительность импульсов менялась случайно с распределением вероятности, описываемым статистикой Пуассона.

Эти результаты были подтверждены позднее Мартином с сотр. [26], которые сообщили о наблюдениях токовых импульсов длительностью от 10 мкс до нескольких минут со статистическим распределением в соответствии с законом Пуассона. Кроме того, они обнаружили, что характер взрывного Шума можно существенно изменить до такой степени, что он может появляться либо исчезать при хранении (без смещения) транзистора при температуре 200 °С в течение нескольких часов. Подобное изменение, как правило, сопровождается дрейфом коэффициента усиления Ще транзистора.

Мартин с сотр. провели исследования взрывного шума тока базы у транзисторов различных типов (2N 2484, 2N 3707, 2N 2222, ВС 183) и нашли, что величина импульсов шума Д/в изменяется в зависимости от температуры и напряжения эмиттер - база Veb, согласно соотношению

A/fi = Mb, ехр [-(Во/б)] ехр {яУевШЩ, (7-3)

где А/во, Оо, и - параметры, величины которых зависят от

СВОЙСТВ конкретного испытуемого образца. Два последних па- раметра заключены в пределах 3500 /С6о7000 К, 2,6 и обычно составляют 60:7000 К и п~2. Эти величины не согласуются с интерпретацией, предложенной Мартином с сотр., согласно которой импульсы взрывного шума обусловле-

Рис. 7.8. Типичный вид взрывного шума тока диода с р-я-переходом с прямым смещением.

(Согласно [17], с любезного разрешения «Пергамон Пресс».)

ны неустойчивостью тока поверхностной рекомбинации, свя-. занной со скачкообразными изменениями поверхностного no-i тенциала в зоне с высокой степенью рекомбинации. Флуктуа-; ции потенциала внутри этой зоны могут стать причиной случайных изменений заселенности ловушек. Таким образом, можг; но объяснить экспериментально наблюдаемый взрывной шум.; Те же авторы признали, что подобный механизм предполагает сложное распределение ловушек в запрещенной зоне полупро-, водника и в качестве альтернативного объяснения предложили, случайное «включение - выключение» инверсного канала вблизи поверхности.

Вопрос о том, является ли взрывной шум у р-л-переходов, с прямым смещением поверхностным или объемным эффектом.

был исследован Хсу и Виттиером [17], проводившими измере-шия на транзисторах с управляемым затвором. Электроды затвора размещались над р-п-переходами диодов и транзисторов и позволяли контролировать поверхностные условия. Было обнаружено существование взрывного шума двух типов, один лз которых зависел, а другой не зависел от напряжения на за-

-20 -10 О 10 20 30 40 SO

Рнс. 7.9. Зависимость прямого тока от напряжения затвора прн различных значениях прямого смещения.

(Согласно [17]. с любезного разрешения «Пергамои Пресс».)

творе. В первом случае оказалось возможным исключить полностью и вновь инициировать этот шум, изменяя напряжение затвора, а это создавало определенные преимущества, так как один и тот же элемент можно было исследовать в присутствии или отсутствие взрывного шума. По этой причине Хсу и Вит-тиер сконцентрировали внимание на зависимости взрывного шума от напряжения затвора и исключили из рассмотрения те приборы, у которых шум не зависел от напряжения затвора.

На рис. 7.8 показан типичный вид импульса взрывного шума тока прямосмещенного диода с р-п-переходом по наблюдению Хсу и Виттиера. Величина амплитуды наблюдаемых ими импульсов была всегда меньше нескольких десятых долей микроампера, а ширина импульсов менялась от нескольких микросекунд и выше (верхний предел они не установили). (;:.Рис.,7.9 также взят из работы Хсу и Виттиера, на нем по-