Исследование флуктуаций автоэмиссионного тока углеродных волокон тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат наук Лвин Наинг Вин

• Лвин Наинг Вин
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Лвин Наинг Вин

Введение

Актуальность работы

Обзор литературы

1.1.Виды шумов

1.1.2 Тепловой шум

1.1.3. Дробовой шум

1.1.4 Шум лавинообразования

1.1.5 Взрывной шум

1.1.6 Фликкерный шум

1.2 Углеродое волокон

1.2.1. Углеродное волокон на основе полиакрилонитрильного

1.2.2. Углеродное волокон на основе пеков

1.3 Краткая теория автоэмиссии

1.3. 1. Теория Фаулера-Нордгейма

Глава

Методика и техника эксперимента

2.1. Вакуумный стенд для испытаний автокатодов

2.2. Конструкция и технология сборки автокатода

Глава

Флуктуации автоэмиссионного тока

3.1. Фликерный шум

3.2. Способ анализа флуктуаций тока электронных устройств

3.3. Автоэмиссионный ток флуктуации различных материалов

3.4. Механизма нестабильности автоэмиссионного тока

3.5. Квазистационарность флуктуаций

3.6. Дистрибуцие эмиссионного тока по амплитудам

3.7. Методы понижения флуктуаций эмиссионного тока

Глава

Использование полиакрилонитрильных волокон в пальчиковых источниках

света

2

4.1. Катодно - модуляторный узел

4.2. Вольт- амперные свойства пальчиковых ламп

4.3. Схема контроля катодолюминесцентного лампа

4.4. Спектрально-яркостные свойства лампы

4.5. Темпоральные характеристики ламп

Заключение

Список Литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование флуктуаций автоэмиссионного тока углеродных волокон»

Актуальность работы

Шумы постоянно присутствует в любой электрической цепи. Они не создаются идеальными сегментами цепи и физическими воздействиями, которые обычно не учитываются при изображении электрических процедур.

Движение дискретных электрических зарядов создают шумы и сопротивления в электронных лампах - это основные источники шумов. Количество электронов меняется за определенные отрезки времени, из-за этого создаются непрерывные колебания, но находятся они в пределах определенной средней величины. Такие колебания называют флуктуациями тока, они обусловлены особой природой электричества, а именно дискретной. Исходя из этого, можно сказать то, что шумы, которые создают электронные приборы - это небольшие колебания выходного тока в рамках средней величины. Собственные шумы в электронных лампах создают ограничения, которые уменьшают предел усиления небольших сигналов.

Это касается и автоэмиссионных катодов и приборов на их основе. Особенно это касается автокатодов из углеродных материалов, т.к. в них общий ток автокатода определяется сложением токов множества микровыступов, каждый из которых имеет свою флуктуационную характеристику.

Поэтому изучение флуктуаций автоэмиссионного тока углеродных материалов напрямую связана с практическим применением автокатодов в электронных приборах. Область возможного использования катодов с полевым выходом очень широка - от явных электровакуумных гаджетов до эффективных горячих точек для различных целей, что обусловлено такими благоприятными обстоятельствами излучения поля, как: отсутствие появления нагревающих частей, большая толщина тока (103 — 106 А/см2), токовая защита от перепадов температуры и внешнего излучения, низкая покоя с регулировкой напряжения, высокий уклон вольт-амперных характеристик из-за экспоненциальной связи между током и напряжением.

Катодолюминесцентные лампы являются перспективными источниками искусственного освещения. Видимый свет в них излучается люминофором, возбуждаемым потоком электронов, испущенным с автоэмиссионного катода. Светоотдача у них такая же, как и в светодиодных лампах, в них нет отравляющих составляющих.

Большие надежды возлагаются на сверхяркие катодолюминесцентные источники света триодной конструкции на основе АЭК из углеродных волокон. Однако до настоящего времени выпуск этих приборов был весьма ограничен, причиной этому были специфические требования к стабильности и равномерности автоэмиссионного изображения, низкому напряжению включения, а также не устраивала стабильность эмиссионного тока у катодов. Предлагалось множество вариантов изготовления АЭК, но они не являлись достаточно технологичным для серийного производства. На данный момент наиболее перспективным методом является использование полиакрилонитрильного (ПАН) УВ, заключенного в стеклянный капилляр.

Цель работы:

Разработка методики и исследование основных флуктуаций автоэмиссионного тока полиакрилонитрильных углеродных волокон, а также разработка и экспериментальное исследование пальчиковых источников света.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Сделана класификация и обзор по шумам в электронных приборах

2. Разработан стенд и методика исследования шумовых характеристик

3. Исследованы флуктуации автоэмиссионного тока

4. Сформулирована методика уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока

5. Разработана конструкция пальчикового источника света. Научная новизна работы:

1. Проведен анализ и классификация шумов в электронных приборах.

2. Разработан и собран стенд для исследования автоэмиссионных и шумовых характеристик автокатодов.

3. Исследованы флуктуации и определены механизмы нестабильности автоэмиссионного тока полиакрилонитрильных углеродных волокон.

4. Разработаны методы уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока.

5. Разработана конструкция пальчиковой катодно-люминесцентной лампы.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработка стенда для исследования автоэмиссионных и шумовых характеристик автокатодов.

2. Исследование флуктуации и определение механизмов нестабильности автоэмиссионного тока углеродных полиакрилонитрильных углеродных волокон.

3. Разработка методов уменьшения флуктуаций автоэмиссионного тока.

4. Разработка конструкции пальчиковой катодно-люминесцентной лампы.

Практическая значимость работы

Заключается в возможности использования полученных результатов при разработке электронных приборов в частности катодолюминесцентных источников света.

Технологические приемы и методы, предложенные в работе, могут быть использованы при разработке промышленной технологии производства источников света с автокатодами из углеродных волокон.

Достоверность положений и выводов диссертации:

Обеспечивается применением апробарованных методик сумерения характеристик, а также разработкой работающих образцов катодолюминесцентных ламп и источника питания к ним.

Апробация результатов диссертации:

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. "The 14in international Baltic conference on atomic layer Deposition", Institute of Electrical and Electronics Engmeers, ST. Petersburg, Russia, 2016.

2. 59-я научная конференция Московского физико - технического института (государственного университета), Долгопрудный, 2016.

3. Международная конференция "молодых ученых работающих в области углеродных материалов", Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, Москва, г. Троицк, 2017.

4. II Международная науно-практическая конференция "Графен и родественные стуктуры: синтез произвоство и применение", Тамбовский государственный технический университет, Г. Тамбов, 2017.

5. XXVII Международная конференция «Радиационная физика твёрдого тело» (г. Севастополь, 10 июля- 15 июля 2017г).

6. Одиннадцатая международная конференция "фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология", Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, г. Троицк, 2018.

7. 31st International vacuum nanoelectronics conference, Kyoto Research Park, Kyoto, Japan, 2018.

8. 61-й Всероссийской научной конференции Московского физико-технического института (государственного университета), Долгопрудный, 2018.

9. II Международная конференция молодых ученых, Работающих в области углеродных материалов. Москва, г. Троицк, 2019.

Публикации: по материалам диссертации опубликовано в 7 печатных работах в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объём диссертации

Диссертация изложена на 91 страницах, состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации составляет 91 стр. и содержит 58 рисунков, 5 таблиц и источников литературы из 90 наименований.

Во введении отражается актуальность и степень проработанности диссертации, формулируются цели, определяется научная новизна, практическая и теоретическая значимости и положения, вносимые на защиту. Проводится апробация работы и список публикаций автора теме диссертации.

Первая глава представляет собой обзор литературы, посвященный теории автоэлектронной эмиссии, свойствам углеродных полиакрилонитрильных углеродных волокон, а также классификацию шумов в электронных приборах.

Вторая глава посвящена методике и технике эксперимента.

Третья глава посвящена изучению флуктуаций автоэмиссионного

тока.

Четвертая глава посвящена описанию использования полиакрилонитрильных углеродных волокон в пальчиковых источниках света.

В заключении подведены итоги диссертационной работы.

Обзор литературы

1.1. Виды шумов

шумы постоянно присутствует в любой электрической цепи. Они не созданы совершенными сегментами цепи и физическими воздействиями, которые обычно не учитываются при изображении электрических процедур.

Движение дискретных электрических зарядов создают шумы и сопротивления в электронных лампах - это основные источники шумов. Количество электронов меняется за определенные отрезки времени, из-за этого создаются непрерывные колебания, но находятся они в пределах определенной средней величины. Такие колебания называют флуктуациями тока, они обусловлены особой природой электричества, а именно дискретной. Исходя из этого, можно сказать то, что шумы, которые создают электронные приборы - это небольшие колебания выходного тока в рамках средней величины. Собственные шумы в электронных лампах создают ограничения, которые уменьшают предел усиления небольших сигналов.

Рис.1.1. Временная зависимость выходного тока (напряжения) при закороченных входных зажимах усилителя

Вообще мы знаем, что шумы можно определять по-разному, существует несколько методов, позволяющих их классифицировать. Начнем с естественных шумов.

Естественные шумы - это шумы, которые возникли вследствие глобальных физических причин. Это может быть диссипация энергии, которую обычно характеризуют величиной- постоянной Больцмана:

К=1.38- 10-23Дж/К;

Добавленный шум вещества - это волнение, которое происходит либо в токе, либо в напряжении, и его атрибуты не имеют законного влияния на проходящее через гаджет настоящее или даже на напряжение, которое подается на гаджет.

Нужно привести модель, на рисунке изображен резистор с учётом тёплого шума - это добавленное вещество, см. Рис.1.2.

Рис.1.2. Резистор с аддитивным тепловым шумом

Ценность тока 10, существующая в настоящее время (если не учитывать, что она колеблется в пределах небольшого уважения) не влияет на фактические качества.

Мультипликативный шум - это шум, возникающий в результате наводнений при оценке компонентов, которые проявляются в результате воздействия напряжения на этот компонент, или для другой ситуации, когда электрический поток проходит через него.

Например, умножающий шум V (^ может отличать резисторы, значения сопротивления которых отличаются от стандартных значений, как показано на рисунке 1.3.

Рис.1.3. Резистор, на котором возникает мультипликативный шум Если сопротивление резистора меняет допустимые величины значений:

Я = Щ) = Я +АЯ = Я+ Я0- нейтральное сопротивление резистора ДR=ДR(t)- флуктуации, нарушающие его нейтральность

5R=5R(t)=AR(t)/R0 - относительные изменения величины сопротивления.

Напряжение v(t), возникающее от шума обуславливается переменами сопротивления:

V () = /о-М(0 = Уо-8Щ)

Напряжение, которое возникает из-за шума, показывает нам, какие флуктуации сопротивления есть на резисторе. Эти перемены значений -первичны и являются мультипликативными. Поэтому, чтобы отследить эти изменения нужно провести через резистор ток, или же приложить к нему напряжение.

Здесь мы имеем ввиду, что характеристики этих перемен, флуктуаций сопротивления в конечном итоге остаются неизменными при приложенном напряжении У0, и протекающем токе 10 и от них не зависят.

Функция корреляции и спектры

Функцияю корреляции Фх (т), предполагая любую, можно охарактеризовать как жуткую, где х (^ - произвольная процедура:

Фх (т) = (х (¿)х X (Г + т)) (1.1)

Показатели усредненности полного спектра реализаций - угловые скобки <...>, показатель усредненности по времени - черта сверху. Из этого следует, что полную мощность какого-то процесса х(1:) мы можем определить при помощи функции корреляции с учетом нулевого аргумента:

(< х 2(г) >) = Фх (О). (1.2)

Теперь поговорим о спектрах.

В принципе, при расследовании разумнее использовать научный диапазон Бх(ю), который является вероломным повторением как отрицательного, так и положительного:

Данный спектр и функция корреляции Фх(т) называют парой Фурье:

Ях И =| Фх (т) еХР(-

Фх (т) = | ^ (®)ехр(]®т)|т (1.3)

2ж

зо

Формулы, представленные выше (1.3.) это так называемые формулы Винера-Хинчина. например [ 1][2]

Две функции имеют свойство четности: 5(-ю) = ЗД,

Фх(-т) = Фх(г). (1.4)

Мы считаем, что во втором соединении каркаса (1.3) т = 0, и мы принимаем, что ехр (0) = 1. Следует также учитывать, что мы можем определить всю интенсивность нерегулярной процедуры, используя методы для связи работать через соединение (1.2). Результатом являются сопутствующие отношения, которые проясняют важность всей процедуры:

_ ОТ 7

(х2 ($ = ¡25, (1.5)

о 2п

-спектра - это распад всеобщего контроля процедуры в частоты. Координируя только на положительных частотах, вы можете перейти к фантомному равенству.

В данным расчетах применяется физический спектр <х2>£=ю/2л, £>0. Принимая во внимание смысл спектра, который показан на формуле выше (1.5), если возьмем физический спектр, то получится следующее:

(х2 (е)) = \<х2>(1.6)

о

Если сравнить обе формулы (1.5) и (1.6) расчета полной мощности процесса протекающего по частоте, то мы сможем обнаружить некую связь между двусторонним спектром и односторонним:

<х2>£=28х(2л£},£>0. (1.7)

Мы рассуждаем, что физический диапазон в два раза больше, чем научное распространение качеств.

Мощность шума в полосе частот

Мы примем спектр как разложение полной мощности, и найдем мощность некого процесса <х2(Д£)>, который находится в пределах частот [£1 ;£2]:

<х2(Д9>=/^{х V/, Л/ = /2 - Д (1.8)

зо

Примечание

«Усреднение по времени, которое означает черта сверху было нужно для обозначения спектра <х2> для некого процесса, подвергаемого анализу x(t).

При условии, что шум - белый или же полоса частот для анализа небольшая, так что <x2>f=const при fe[fi ;f2], то

<x2(Af)>=<x2>f Af» [С.12] (1.9)

- суммарная мощность шума равна произведению его спектра умноженного на ширину частот при анализе.

Выявим понятие эффективного значения шума хЭфф(А^ для заданной полосы Af=f2-f1 частот для анализа. Определим эту величину как квадратный корень от мощности этого шума:

Хэфф(А^=^<х2(А1}> (1.10)

Соотношения (1.9) и (1.10) время от времени используются для изображения источников волнения в электронных схемах, см., Например, [3].

1.1.2 Тепловой шум

В переводе с английского тепловой шум - thermal noise.

Для того, чтобы возник тепловой шум должна присутсвовать так называемая диссипация энергии.

Джонсон [4] в 1928 году подтвердил экспериментально зависимость электрического шума от температуры путем нагрева преимущественно резистивного контура; но он наблюдал изменение с температурой шума через усилитель звуковой частоты ограниченной полосы пропускания, а не общий шум на всех частотах от нуля до бесконечности, так что это не было сравнимо, скажем, с Капплером работа и оборудование. В связи и большинство других применений электроники мы привыкли к указанной пропускной способности; и Найквист [5] в 1928 году сделал вывод, что среднее квадратное шумовое напряжение, генерируемое в резисторе был равномерно распределен по всем частотам.

Возьмем идеальный резистор (рис.1.4.). Сопротивление в нем обозначается буквой - R, он существует в определенной и неизменной температуре Т. Среда внутри устройства и снаружи уравновешивают друг друга.

Рис.1.4. Идеальный резистор в термостате:(а) разомкнутые выводы; (б) короткозамкнутые выводы

На разомкнутых клеммах резистора (рис. 1.4-а) показана электродвижущая сила теплого шума еТ(1:), которая проявляется в свете того факта, что внутри него происходит турбулентное движение, исходящее от нынешних транспортеров.

Во время короткого замыкания на клеммах резистора образуется круг, и через него проходит ток гг(1:).

Способность тела излучать при определенном рецидиве прямо соответствует его способности ассимилироваться при аналогичном рецидиве.

Способность излучать на резисторе может быть решена с использованием прямого указателя температуры Т. В свете этого определяется предел ассимиляции для использования маркера препятствия R.

Исходя из этого, спектр представляет собой пропорциональную величину, которая равна произведению Т на Я:

< ет2 >Г~ТЯ.

Постоянная Больцмана к важна для дальнейшего расчета.

« Для того, чтобы рассчитать спектр теплового шума мы будем использовать формулу Найквиста:

< ет2 >7= 4кТЯ[В2/ Гц]

Если выводы на резисторе замкнуты, в этот момент ток перемычки пройдет через перемычку (рис. 1.4. - б). Этот ток происходит из-за развития носителей внутри резистора.

Резистор и термостат взаимодействуют друг с другом на этом этапе опыта.

Энергию, которую составляет один квант мы можем рассчитать по формуле кТ/2, где к=1.38^10-23Дж/К - является постоянной Больцмана.» [Там же.С.9]

Итак, при помощи формулы Найквиста мы можем рассчитать спектр тока теплового шума:

< и >

= 4кЮ [ А2/ Гц ]

(1.12)

Значение G=1/R- проведение энергии, здесь используются следующие единицы измерения - См. На (Рис.1.5) показаны изображения 2-х разных устройств, они отличаются друг от друга своим составом.

Рис.1.5. Электрические схемы степлового шума: (а) генератором напряжения, (б) генератором тока.

Эти два генератора идентичны, но имеют различные подозрения.

Поскольку сдерживающий фактор в генераторе напряжения равен нулю, ReT = 0, а генератор идеального тока безграничен и выглядит как ШТ

В тот момент, когда резистор разомкнут, электродвижущая сила на этом стержне начинает расти как ет(1:). Генератор тока 1т(1:), для этой ситуации напряжение появляется на резисторе

Ет (г) = ц (г )-я.

Во время короткого замыкания резистор разряжает ток во внешнюю цепь

Ет (г) = ег (г)/ я.

Спектр такого тока будет:

< ц2 >г=< ет2 >7 /я2 = 4кТЯ / я2 = 4кТв

Мы получили несколько версий формулы Найквиста без учета квантово-механических воздействий, выполняя подсчеты в старом стиле. Диапазон, который мы получаем из таких подсчетов, не будет зависеть от повторения, например, белего шума.

При го для того чтоб не возникала неинтегрируемая особенность сам спектр, должен примерно равняться нулю:

да

< еТ2 >= | < е2 >г < да

Как бы то ни было, сила теплого шума должна быть ограничена, чтобы избежать «ультрафиолетового фиаско».

Если мы все-таки будем учитывать квантомеханические эффекты,то формула Найквиста для расчета электродвижущей силы спектра теплового шума поменяет свой внешний вид и будет выглядеть таким образом:

< е2 >г= 4кТЯ

кТ

ехр| кТ1

В этой формуле И=6.626-10-34 Джс- постоянная Планка

[ В2 / Гц ]

(1.13)

Рис.1.6. Спектр электродвижущей силы теплого шума по квантовой фотодинамической гипотезе

о

Верхний рецидив этого диапазона, также называемый рецидивом отсечки, равен

f = kTlh (1.14)

Например, если Т=300 К то расчет такой частоты выглядит так 6.2-1012Гц=6.2 ТГц. Заметно, что длина волны здесь подходит для всех показателей и составляет 0.05мм. Исходя из этого, даже если шум дойдет до 1 мм, этот тепловой шум будет "белым", без учета повторения диапазона. Одновременно, в области криогенного радио-проектирования, если зависимость теплого шума от его повторения проходит как можно дальше, это может быть чрезвычайно огромным изменением.

Для квантовой фотодинамической обработки маркер мощности является последним достоинством. Эта сила оценивается как результат потустороннего роста и его верхнего предела повторяемости;

< в2т >-< e2T >(/=0}.f = 4(kT)2 R / h

Если мы будем точно вычислять мощность теплового шума с учетом добавления и его спектра в рамках показателей от 0 до да , то результат получится в 2 раза больше. Но мы знаем такие расчеты можно применить только в теории, в жизни же таких резисторов не существует. Всем резисторам свойственна инертность и она существенно влияет на тепловой шум.

1.1.3. Дробовой шум

Дробовой шум в переводе с английского языка -shot noise. Условия, при которых возникает дробовой шум:

1) Заряд электрона должен быть дискретным, qe=1.6- 10-19Кл;

2) Все электроны должны двигаться по своему направлению, при этом скорость v должна иметь усредненный показатель, не равный 0;

3) Случайность и хаотичность моментов смещения у электронов на определенной траектории.

Для успешного передвижения электронов нужно одно направление, иначе возникнет тепловой шум.

Электрическое поле создает две траектории скорости для электрона на рис.1.7.

Рис.1.7. Компоненты скорости электрона находящиеся во внешнем электрическом поле

Из-за того, что скорость в металлических проводниках достаточно небольшая vd<<vT мы не можем увидеть там дробовой шум. Также если скорость будет равняться Vd ~ 1 см/с даже самый прочный проводник из металла расплавится.

В случае, когда мы обсуждаем полупроводники, в этот момент здесь можно увидеть шум выстрела. Это происходит в свете того факта, что тип vd будет обладать гораздо более высокими качествами из-за того, как носитель время от времени попадает в сетку.

Что касается инжекционных приборов, то внутри них дробовой шум наблюдается всегда, будь то электровакуумный прибор или биполярный транзистор.

1.1.4 Шум лавинообразования

Шум лавинообразования в переводе с английского языка - avalanche noise.

Распространение торрентного скользящего тока ранее обнаруживалось в исключительных электровакуумных установках - фотоумножителях (ФЭУ). Модельный график такого гаджета мы видим на рис.1.8

Рис.1.8. Схема ФЭУ

Излучение фотоэлектронов разряжается на том основании, что свет является эпизодом на катоде. Электрическое поле воздействует на электроны и направляется к среднему аноду (диоду). В тот момент, когда электрон приходит на динод, у него не будет возможности выбрасывать из него лишние электроны из-за размера электрического поля - оно слишком большое. Поэтому поток электронов, объединяя усилия, стремится уже к другому диноду и из него добывает вторичные электроны. Потом электроны успешно добираются до анода.

Итак, если Is - ток катода, а I-ток анода, формула расчета будет иметь следующий вид:

I =M-Is. (1.15)

Где М - коэффициент размножения электронов, который характеризует работу ФЭУ; его значение может колебаться 105 — 106.

Так наши ФЭУ будут работать в режиме счета фотонов. Однако определить какой-либо один фатон - невозможно, из-за шума лавинообразования, который возникает из-за увеличения количества электронов и эмиссии.

Шум лавинообразования b(t) можно выразить такой формулой

I (t) =< I (t) >+гл (t)

Здесь <I(t)> - среднее (по полному ансамблю реализаций) значение тока; i(t) шум лавинообразования. Мы будем считать, что усредненное значение лавинообразования будет равняться, <i^(t)> = О.

Данный шум имеет место быть и в любых других приборах, где есть все условия для возникновения лавинного размножения.

1.1.5 Взрывной шум

Интерпретированный с английского, такой шум будет напоминать это -«burst noise».

Изучая взрывные флуктуации (шум) тока эмиссии поля, можно существенно изучить механизм эмиссии, а также выявить факторы, влияющие на его устойчивость. Наиболее сильное влияние на характер и уровень шума оказывает состояние поверхности эмиттера [6-8]. Это обстоятельство позволяет применять критерий шума для оценки состояния

поверхности [9], для которого обычно рассматриваются спектры квазистационарного фликкер-шума.

Опасный шум возникает в удивительно прогрессивных гаджетах, где есть авто катоды и с р-п пересечениями. Это проявляется из-за необратимых мелкомасштабных поломок в тех районах, где есть какое-либо повреждение конструкции.

Как правило, взрывной шум является произвольной процедурой, его также можно назвать нерегулярным процессом передачи. Точно так же случается так, что немногие процедуры трансляции объединяют и структурируют опасный шум сразу на нескольких уровнях.

В рис.1.9 видно представление взрывного шума[10,11], который располагается во светодиодах в фотонных местах.

Видим, то, что такого рода шум хорошо виден. Его выделяют выделяют помехи на фоне и другие шумы.

Рис.1.9. Осциллограмма взрывного шума против других диодных шумов

Электрическая цепь показана неустойчивым шумом с 2-мя резисторами на рис. 1.10.

Рис.1.10. Модель взрывного шума с двумя резисторами

Замыкание и размыкание ключа происходит в состояниях "(1)", и "(2)" соответственно. Возникает это в разное время. В итоге, заметим, что отсюда и получается, что телеграфный процесс (сопротивление цепи) будет случайным.

Состояние "(2)" - ключ цепи разомкнут, и нижний резистор определяет сопротивление цепи Я2:

Я(2) = Я2

Состояние "(1)" - ключ цепи сомкнут, сопротивление цепи равняется:

Я

«_ ад

я1+я

Показатели сопротивления, на которые указывает СТП, можно рассчитать следующим образом:

г = Я(2) -Я(1) - (Я2)/(Я + Я) (1.17)

Пусть т1 и т2 означают нормальное время, когда ключ находится в двух состояниях, рассмотренных ранее. В этот момент мы выясняем вероятность того, что ключ находится в двух состояниях:

Р = -^—,4 == 1-Р (1.18)

Т + Т2 Т2 + Т2

С помощью этого можем рассчитать средне значение и дисперсию <АЯ2 > абсолютных случайных колебаний сопротивления: < Я> = Я2 - рг. (1.19)

<АЯ2 > = <Я2 > - <Я>2= pqr1. (1.20)

Мы должны прибегнуть к статистике времени нахождения в каждом из двух положений ключа, чтобы определить спектр взрывного шума в качестве спектра сопротивления у цепочки.

Для легкости расчета учтем, что эти показатели можно определить при помощи закона Больцмана:

^1,2(т) =— еХР

( \ т

Т,2

V ти У

,т > 0 (1.21)

В данной ситуации спектр колебаний сопротивления, создающий взрывной шум, будет равен

< ЛЯ2 >/= (4г0 )/(1 + (2 л/г0)2). <ЛЯ2 > (1.22)

Г0 -(Г1-1 +Г2-1)"1 (1.23)

Спектр взрывного шума и спектр генерационно-рекомбинационного шума полностью равны и совпадают. Совпадение происходит из-за того, что данный шум обозначим его через ^Х) по сути является комбинацией неустойчивых процессов, проходящих в нем

N ^),/=1,-щ: (1.24)

Значение имеет два базовых показателя или один или ноль. Такое значение будет в любом другом процессе свой. Первый показатель означает, что для данного значения препятствий нет, нулевое значение будет означать обратную ситуацию, то есть будет показывать наличие препятствий. По причине большого количества таких носителей мы не видим на изображении шум.

2. ЖК-матричный контроллер

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лвин Наинг Вин, 2019 год

Список Литературы

1. Малахов, А. Н. Флуктуации в автоколебательных системах / А. Н. Малахов - М.: Наука, 1968. 660 с.

2. Жалуд, В. Шумы в полупроводниковых устройствах / В. Жалуд, В. Н. Кулешов - М.: Сов. радио, 1977.

3. Ван дер Зил, А. Шум (источники, описание, измерение) / А. Ван дер Зил - М.: Сов. радио, 1973 (перевод с английского). 178 с.

4. Johnson, 1.B. 1928. Thermal Agitation of Electricity in Conductors. Phys. Rev. 32, 97-109

5. Nyquist, H .. 1928. Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors. Phys. Rev. 32. 1l0-113

6. Ван Дер Зил. А. Шум (источник, описание, измерение), М.; Советское ридо, 1973.

7. Бахтизин Р. З. Гоц. С. С. Тезисы докладов XVII Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. 1978. Л.; ЛИЯФ НА СССР, 1979, С. 369.

8. Бахтизин Р. З. Гоц. С. С. Радитеника и электроника, 1980, т.25, № 1, с. 217.

9. Kleint Ch., Meclewski R., Blaszaczyszyn R. Surface Science, 1978, v. 70, N. 1, С.151.

10.Бахтизин Р.З., Гоц С.С. Взрывной шум в автоэлекгронных прибрах.// Радиотехника и электроника. - 1981, т.26, № 11, С. 2390-2397.

11.Беляков, А. В. Взрывной и l/f-шум в светоизлучающих диодах на квантовых точках / А. В. Беляков, М. Ю. Перов, А. В. Якимов, Л. К. Дж. Фандамме // Изв. ВУЗов. Радиофизика. - 2006. - Т.49. - №5. - С. 437 - 447.

12. Johnson, J. В. The Schottky effect in low frequency circuits / J. B. Johnson // Phys. Rev. - 1925. - Vol. 26. - P. 71.

13.Schottky, W. Small-shot effect and flicker effect / W. Schottky // Phys. Rev. -1926.-V.28.-P.74.

14. Бахтизин Р.З., Гоц С.С. Фликкер-шум в полупроводниковых эмиттерах и нитевидных кристаллах // В сборнике "Нитевидные кристаллы для новой техники". - Воронеж.: 1979, С. 157-160

15.Углеродные волокон/ Под ред. С. Симамуры. М.; Мир, 1987.

16.Углеродные волокна и композиты / Под ред. Э. Фитцера, — М.: Мир, 1988.

17.Dannet I. B., Bansal R. C. Carbon fiber // Marcel Dekker Inc. New York. -1990.

18.Шешин Е П. Структура поверхности и автоэмиссиионные свойства углеродных материалов. М., Физматкнига, 2001

19. Kelly В- Т. Present understanding of thermal properties of graphite // High Temp. — High Pressures. — 1973. — V. 5. — № 2. — C. 133-144.

20.Варшавский В. Я. // Углеродные волока. Изд. 2, М.-2007, 499с.

21.Vohler O., Sperk E. Kohlenstoff — Fasermaterial // Berichte der dentschen Keramischen Gesellschatt. — 1966. — V. 43. — C. 199-258.

22.Watt W. Production and properties of high modulus carbon fibers // Proc. Roy. Soc. — 1970. — Vol. A319. — № 1536. —C 5-15.

23. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. — М.: Химия, 1974.

24.Q.H. Wang, A.A. Setlur, J.M. Lauerhaas, J.Y. Dai, E.W. Seelig, R.P.H. Chang, // Appl. Phys. Lett., Vol. 72, No. 22, 1 June 1998/

25.Donnet I.B., Bansal R.C. Carbon fibers//Marcel Dekker Inc. New- York. -1990.

26.Фиалков А С Формирование структуры и свойств углеграфитовых материалов.-М.; Металлургия, 1965.

27.High modulus carbon fibers from pitch precursor / Barr I. B., Chwastiak S., Didchenko R. et al. //Appl. Polym. Symp. — 1976. —V. 29.— C. 161-173.

28. Углеродные волокна / Под ред. С. Симамуры. — М.: Мир, 1987.

29.Пат. 4276278 США. Spin size and thermosetting and for pitch fibers. / Barr I; B., White N. F.; Union Carbide Corp.; Заявл. 29.01.79; Опубл. 30.06.81.

30.Пат. 4219404 США, МКИ С 10 С 3/00. Vacuum or steam stripping aromatic oils from petroleum pitch / Dikakian G.; Exxon Research and Engineering Co.; Заявл. 14.06.79; Опубл. 26.08.80.

31.Dhami T.L., Manocha L. M.: Bahl О. P. Oxidation behavior of pitch based carbon fibers // Carbon. — 1991. — V. 29. — № 1. - C. 51 — 60.

32.Л.Д. Ландау, E.M. Лившиц // Квантовая механика - M.: Наука. - 1974.

33.Шешин Е. П., Никитин, Н. Е. Автоэлектронная эмиссия: учеб. Пособие/ Е. П. Шешин, Н. Е. Никитин.- М.: МФТИ, 2016. - 154 с

34.L.W. Nordheim // Proc. Roy. Soc. - 1928. - A121. - 626.

35. R.H. Fowler, L.W. Nordheim // Proc. Roy. Soc. - 1928. - Al 19. - 173.

36.Ван дер Зил. Шумы при измерениях. — М.: Мир, 1979.

37. Бахтизин Р. 3., Гоц С. С. Установка для исследования низкочастотных шумов автоэлектронных катодов//ПТЭ. —1981,—№3.—С. 136-138.

38. Swanson L.W. Current fluctuation from various crystal faces of a clean tungsten field emitter//Surf. Sci. — 1978. — V. 70. — P. 151 — 164.

39. Dabrowski A., Kleint Ch. Cross-correlation function of field emission flicker noise from potassium submonolayers on tungsten // Surface Science. - 1982. — V. 119. — P. 118-132.

40. Бахтизин P. 3., Гоц С. С., Муфтахов А. С. Установка для корреляционного анализа флуктуаций тока полевой электронной эмиссии // ПТЭ. - 1988. - №4. - С. 246.

41.Бондаренко Б. В., Писаренко Ю. В., Шешин Е.П. Флуктуации автоэмиссионного тока катодов из углеродного волокна // Радиотехника и электроника. - 1986. - Т. XXXI. - № 10. - С. 2056-2060.

42.Бахтизин Р. 3., Гоц С. С. Взрывной шум в автоэмиссионных приборах И Радиотехника и электроника. — 1981. — Т. XXYI. — № 11. — С. 2390—2397.

43. Царев Б. М. Расчет и конструирование электронных ламп. — М.: Энергия, 1967.

44.Johnson, J. В. The Schottky effect in low frequency circuits / J. B. Johnson // Phys. Rev. 1925. - Vol. 26. - № 71.

45.Малахов, A. H. Флуктуации в автоколебательных системах / А. Н. Малахов. М.: Наука, 1968.

46. Малахов, А. Н. К вопросу о спектре фликкер-шума / А. Н. Малахов // Радиотехника и электроника. 1959. - Т. 4. - № 1. - С. 54.

47. Коган, Ш. М. Низкочастотный токовый шум со спектром 1/f в твердых телах / Ш. М. Коган // УФН. 1985. - Т. 145. - № 2. - С. 285 - 328.

48. Hooge, F. N. Experimental studies on 1/f noise / F. N. Hooge, T. G. M. Kleinpenning, L. K. J. Vandamme // Reports on progress in Physics. 1981. -Vol. 4. -№ 5. - P. 479-532.

49.Van der Ziel, A. On the noise spectra of semi-conductor noise and of flicker effect / A. Van der Ziel // Physica. 1950. - Vol. 16. - № 4. - P. 359 - 372.

50.Ван дер Зил, А. Единое представление шумов типа 1/f в электронных приборах: Фундаментальные источники / А. Ван дер Зил // Пер. с англ. -ТИИЭР. 1988. - Т. 76. - № 3. - С. 5 - 34.

51. Ван дер Зил, А. Шумы в полупроводниковых приборах и лазерах / А. Ван дер Зил // Пер. с англ. ТИИЭР. - 1970. - Т. 58. - № 8. - С. 5 - 34.

52.Du Pre, F. К. A suggestion regarding the spectral density of flicker noise / F. K. Du Pre // Physical Review. 1950. - Vol. 78. - № 5, - P. 615.

53.Малахов, A. H. К вопросу о природе фликкерных флуктуаций / А. Н. Малахов, А. В. Якимов // Радиотехника и электроника. 1974. - Т. 19. -№ 11. -С. 2436-2438.

54.Hooge, F. N. The relation between 1/f noise and number of electrons / F.N. Hooge // Physica B. 1990. - Vol. 162. - P. 344 - 352.

88

55.Dutta, P. Low-frequency fluctuations in solids: 1/f noise / P. Dutta, P. M. Horn // Reviews of Modern Physics. 1981. - Vol. 53. - № 3. - P. 497 - 516.

56.Dutta, P. Energy scales for noise processes in metals / P. Dutta, P. Dimon, P. M. Horn // Phys. Rev. Lett. 1979. - Vol. 43. - № 9. - P. 646 - 649.

57.Бахтизин Р. 3., Гоц С. С. Информационно-измерительный комплекс на базе микро-ЭВМ «Электроника ДЗ-28» для исследования спектральных характеристик случайных процессов // Приборы и техника эксперимента. — 1985. — № 3. — С. 216.

58. Бахтизин Р. 3., Гоц С. С., Зарипов Р. Ф. Флуктуационные характери-стики автоэлектронных катодов на основе углерода на низких частотах И Тезисы докладов V Симпозиума по ненакаливаемым катодам. — Томск, 1985. - С. 79-80.

59. Макуха В. И., Романов А. Д., Тишин Е. А. Фликкер-шум автоэлектронного тока катода из графита И Физические процессы в приборах электронной техники. — М.: МФТИ, 1980. — С. 19—20.

60. Романов А. Д., Макуха В. И., Тишин Е. А. Шум автоэлектронного тока стержневых катодов из графита // Тезисы докладов XVIII Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. — М: Наука, 1981. — С. 215.

61.Yamamoto S., HosokiS., Fukuhara М. Stability of carbon field emission current//Surf. Sci. - 1979. - V. 86. - P. 734-742.

62.Бендат Дж., ПирсолА. Измерение и анализ случайных процессов. — М.: Мир, 1971. - С. 237-242.

63.Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. — М.: Энергия, 1972.

64. BajicS., MousaM. S., Latham R. V. Factors influencing the stability of cold-cathodes formed by coating a planner electrode with a metal-insulator composite//Collogue de physigue. — 1989. — C8. — Suppl. 11. — V. 50. -P. 8-79.

65.Коган Ш. M. Низкочастотный токовый шум co спектральной плотностью 1// в твердых телах // УФН. — 1985. — Т. 145. — № 2. — С. 285-328.

66.Mao D.S.,Zhao J.,Li W.at all. Electron Field Emission from a patterned diamondlike carbon flat cathode// J.Vac. Sci. Technol.-1999.- B 17.-№2.-P.311-314.

67. Першин М. Ю., Столяров А. Б., Шешин Е. П. Флуктуации тока автокатодов из углеродных волокон И Труды УШ межнационального совещания «Радиационная физика твердого тела». — М., 1998. — С. 189— 191.

68. Романов А. Д., Кириллов В. П., Тишин Е. А. Взрывной шум автоэмиссионного тока // Труды МФТИ; Сер. Радиотехника и электроника, 1975. - № 10. - С. 139-141.

69. Бондаренко Б. В., Лянгасов Ю. А., ШешинЕ.П. О стационарности эмиссии автокатодов из углеродных волокон при больших плотностях тока И Тезисы докладов 6-го Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике. Ч. 1. — Томск, 1986. — С. 37—39.

70. Бондаренко Б. В., Баканова Е. С., Черепанов А. Ю., Шеишн Е. П. Влияние формовки на структуру углеродных автокатодов // Радиотехника и электроника. - 1985. - XXX. - № И. - С. 2234-2238.

71.Sheshin E P., Suvorov A. L, Grigoriev V. A., Sheshjorkin V. J. Light source on the basis of mulittip field emission cathode from carbon materieals// Abst of Sixth Jnt. Vac. Microelectron. Conf. 1993. Newport. USA.

72. Biernat Т., Kleint Ch., Meclewski R. Field emission fluctuations phenomena of potassium microcrystals on tungsten. I. Spectral density functions and flip-flop. // Surf. Sci. - 1983. - V. 127. - P. 487-497.

73. Biernat T., Kleint Ch. Field emission Auctions phenomena of potassium microcrystals on tungsten. II. Temperature dependence and simulations of noice properties // Surf. Sci. — 1983. — V. 127. — C. 498—512.

74. Бахтизин P. 3., ГоцС.С., Мухтаров А. С. Пространственно-временные корреляционные функции фликкер-шума полевой эмиссии из германия и кремния // Тезисы докладов 5 Всесоюзного симпозиума по ненакаливаемым катодам. — Томск, 1985. — С. 92—94.

75. Кляйнт К. Распределение амплитуд низкочастотных шумов при автоэлектронной эмиссии // Радиотехника и электроника. — 1965. — Т. 10. - № 3. - С. 505-511.

76.Yamamoto S., Hosoki S., Furuhara M. Stability of carbon field emission current// Surf. Sci.-1979.-V. 86.-P. 734.742.

77.0шшв H. И. Автоэмиссиионные катоды из углеродных волокон// Тезисы докладов XII всесоюзной конферениции по электронной микроскопии.-М.; Наука, 1982. -С 57

78. Бондаренко Б. В., Лянгасов Ю. А., Черепанов А. Ю., ШешинЕ.П. Анализ флуктуаций автоэмиссионного тока // ПТЭ. — 1987. — № 2. — С. 141-143.

79.Swan D. J., Smith К. С. A. Lifetime and noise characteri of tungsten field emitters // Pros, of the 6-th Annual Scanning Electron Microscope Symposium. — 1973. — P. 41.

80. Осипов H. И. Автоэмиссионные катоды из углеродных волокон // Тезисы докладов XII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии. — М.: Наука, 1982. — С. 57.

81. Swan D. J. Investigation relating to the applications of the field emissions cathodes//Downing college, Cambridge, 1971

82. Пат. 4019077 США. Field emission electron gun / Sakitani Y

83. Пат. 1518705 Англия. Hitachi Limited Improvment in field evission electron guns.

84. Пат. 3881125 США. Saparable-chamber electron beam tube including means for puncturing / Baker T. A., Balsiger M. M., Considine К. T., Litsjo N. E.

85. Дюжев H. А., Махов В. И. Расчет ионной бомбардировки автокатода // Тезисы докладов XX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике. — Т. 1. — Киев, 1987. — С. 231.

86. Пат. 3786268 США. Electron gun device of field emission type/ Nomura S.

87. Пат. 4337422 США Кл. 315/383. Field emission gun with noise compensation / Veneklasen Lee H.

88. Cleaver J. R. A. Stabilization of electron probe current in the scanning electron microscope with a field emission cathode // Int. J. Electron. — 1975. — V. 38. — № 4. — 521-540.

89.Бондаренко Б.В. Шешин Е. П. Четепанов А. Ю. Шахбазов С.Ю., Шаховской Е. Г. Сильноточный автокатодов на основе углеродных волокон// Электронная техника. Сер. 1; Электрониа СВЧ.-1987.-№ 10.-С.45-58.],

90. Осипов Н.И., Анискин И. Ф. Стабилизация тока автоэмиссии // ПТЭ. — 1981. — №5. — С. 148-149.