O‘zbekiston respublikasi o‘zbekiston oliy ta’lim, fan va innovatsiyalar vazitligi farg‘ona davlat universireti fizika-matematika fakul’teti

I-Bob. Yarim o‘tkazgichli elektrodga ega gaz razryadli yacheykaning fizik hususiyatlari.

Ionizatsion rusumdagi yarimo‘tkazgichli fotografik tizimdagi gaz razryadli yacheyka. Elektr hususiyatlari.

В газоразрядной ячейке газовый разряд осуществляется свободными заряженными частицами – электронами и ионами, обладающими энергией, намного превышающей тепловую энергию. Кроме того, разряд сопровождается коротковолновым свечением. Следовательно, рассматриваемая двухслойная ячейка фотопроводник – плазма представляет конвертор, преобразующий и усиливающий относительно маломощный поток фотонов, падающий на приемную поверхность полупроводника, в поток высокоэнергетических частиц – электронов, ионов, фотонов. В связи с указанными особенностями появляется довольно широкие возможности регистрации и визуализации изображений, сформированных полупроводником в разрядной плазме.
Эффект стабилизации газового разряда распределенным сопротив-лением мало изучен [1, ст.104-106; 2, ст. 766-768; 3, cт. 702-703; 4; 5, ст.180-181; 6, ст.17-20; 7, ст.20-21; 8, ст.190-191; 9, ст.620-622; 10, ст.730-731]. Экспериментально установлено, что при зазоре в несколько десятков микрометров и толщине полупроводника 0,5 мм удельное сопротивление, требуемое для стабилизации разряда, лежит в пределах 10⁷ ÷10⁸ Ом см.
Уменьшение сопротивления при освещении даже на 3÷4 порядка не вызывает срыва стабилизации. Качественная сторона явления такова, что при образовании в газовом зазоре флуктуации после пробоя, сопровождающейся увеличением тока, происходит накоплением заряда на границе полупроводник – плазма и контрэлектрод – плазма, приводящее к снижению напряжения на разрядном зазоре и подавлению флуктуации, то есть переходу вольтамперной характеристики (ВАХ) разряда в режим с отрицательным дифференциальным сопротивлением.
ВАХ газоразрядной ячейки при разных значениях интенсивности и давление газа показаны на рис.1.1. До напряжения, соответствующего пробоя газового зазора, ток практически отсутствует, после чего следует линейное нарастание с наклоном, увеличивающимся с усилением интенсивности света. Опыты с двумя металлическими контактами на тех же фотоприемниках показали совпадение фотоприемника при всех U ≤ U_пробоя. Это означает, что ВАХ разрядного зазора строго вертикальна, дифференциальное сопротивление разрядного промежутка с большой точностью равно нулю и при освещении не происходит перераспределения напряжения в газоразрядной ячейке даже при самой высокой освещенности [11, ст.412-413]. Это отличие, полупроводниковой фотографической ионизационной камеры (ПФИК) с газоразрядной ячейкой от других фотографических устройств, приводит к двум важным следствиям. Во-первых, фотоответ линеен и при высокой освещенности, что обеспечивает широкий динамический диапазон передачи градаций. Во-вторых, между участками полупроводника и плазмы с разной освещенности и, соответственно, разной плотностью тока не возникает тангенциальной составляющей поля, что обеспечивает отсутствие дрейфового растекания токов в плоскости границы полупроводник – плазма. Это способствует поддержанию удовлетворительного разрешения даже при больших перепадах освещенности [12, ст.710-713].