Квантовые генераторы

Квантовые генераторы, как примеры самоорганизующих систем.

Л.Д. Цирулик, кафедра ОМиЕНД.

Из опытов известно, что в диодах с N – образная вольт- амперной характеристикой может наблюдаться наличие, как сверхчастотных, так и низкочастотных колебаний тока. Генерация тока появляется только при приложении к кристаллическим проводникам такого постоянного напряжения, при котором напряженность электрического поля в образцах больше некоторого критического значения. Физическая природа СВЧ колебаний объясняется зависимостью дрейфовой скорости носителей заряда от напряженности электрического поля, что связано с подвижностью носителей зарядов при их междоменных переходах в сильных электрических полях. Низкочастотная генерация тока обусловлена зависимостью концентрации носителей заряда от приложенного напряжения. Появление как СВЧ так НЧ колебаний вызвано тем, что при приложении внешнего электрического поля больше некоторого критического значения, возникшая в нем флуктуация начинает развиваться до тех пор, пока не образуется стабильная по форме состояние, называемое доменом Ганна. Пока существует домен, в образце течет постоянный ток. Изменение тока происходит при разрушении старого и образования нового домена. Этот процесс периодический, следовательно, получаем периодического колебание тока. Таким образом, если приложить к образцу внешнее напряжение и менять его, при любом значении меньше критического возникнув, флуктуация поля тут же исчезнет. А при значении напряжения больше критического возникшая флуктуация будет развиваться, пока не образуется домен Ганна и в полупроводнике возникнет новый порядок с неоднородным распределением электрического поля. Поэтому, можно считать, что, СВЧ и НЧ генератора тока полупроводника с N- образной ВАХ является ярким примером самоорганизующих систем.

Литература:

1. Усанов Д. А., Горбатов С. С., Семенов А. А. Изменение вида вольт - амперной характеристики диода Ганна в зависимости от режима его работы на СВЧ // Известия ВУЗов. - Радиоэлектроника. - 1991. - Т.34. - №5. - С.107-108.