Научная статья на тему 'Оптимальная адаптивная система для исследования зарядовых и частотных свойств гетероструктур с зарядовой связью'

Оптимальная адаптивная система для исследования зарядовых и частотных свойств гетероструктур с зарядовой связью Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
93
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Заярный Вячеслав Петрович, Пономарев Игорь Николаевич, Гирич Сергей Владимирович, Астафурова Ольга Александровна

Разработана система для исследования зарядовых и частотных характеристик твердотельных гетероструктур в составе приборов с зарядовой связью и особенностей взаимодействия носителей заряда в слоях гетероструктур с внешними полями радиочастотного диапазона. Оптимизация измерительных цепей системы производилась на основе требований проводимых экспериментов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Заярный Вячеслав Петрович, Пономарев Игорь Николаевич, Гирич Сергей Владимирович, Астафурова Ольга Александровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A system for the investigation of charge and frequency characteristics of solid state heterogenic structures in charge-coupled devices and the peculiarities of the interaction of charge carriers in heterogenic structures layers with the external fields of radio frequency range has been developed. The optimization of the system"s measurement circuits was carried out on the basis of the requirements of the conducted experiments.

Текст научной работы на тему «Оптимальная адаптивная система для исследования зарядовых и частотных свойств гетероструктур с зарядовой связью»

© В.П. Заярный, И.Н. Пономарев, С.В. Гирич, О.А. Астафурова, 2006

ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ

УДК 681.3 + 537.8

ОПТИМАЛЬНАЯ АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАРЯДОВЫХ И ЧАСТОТНЫХ СВОЙСТВ ГЕТЕРОСТРУКТУР С ЗАРЯДОВОЙ СВЯЗЬЮ

В.П. Заярный, И.Н. Пономарев, С.В. Гирич, О.А. Астафурова

Разработана система для исследования зарядовых и частотных характеристик твердотельных гетероструктур в составе приборов с зарядовой связью и особенностей взаимодействия носителей заряда в слоях гетероструктур с внешними полями радиочастотного диапазона. Оптимизация измерительных цепей системы производилась на основе требований проводимых экспериментов.

В работах лауреата Нобелевской премии академика Ж.И. Алферова [1, 2] особо подчеркивается, что зарядовые свойства гетероструктур, обусловленные взаимодействием носителей заряда с внешними полями, определяются чистотой твердотельных слоев (материалов), входящих в их состав и качеством границ раздела между ними.

Для гетероструктур типа «металл - поликремний - диэлектрик - полупроводник», применяемых, в частности, для получения приборов с зарядовой связью, наличие примесей в слое диэлектрика, в сочетании с технологическим процессом, обусловливает присутствие подвижной компоненты встроенного заряда Qdп. Наличие нарушений кристаллической структуры диэлектрика является причиной появления диполей, обусловливающих наличие неподвижной компоненты встроенного заряда Qdн. У всех реальных гетероструктур в их слоях имеют место моноэнергетичес-кие уровни с энергией активации E определяющие порядок кинетики m и частотные факторы ю происходящих на них зарядовых процессов. Наличие поверхностных состояний в запрещенной зоне полупроводника является следствием деструкции его кристаллической решетки вблизи границы раздела «диэлектрик-полупроводник» (Д-П) и определяется распределением плотности поверхностных состояний по ширине запрещенной зоны Nss(Е).

Таким образом, для описываемых гетероструктур основными характеристиками, определяющими их зарядовое состояние, являются Qd = QJI + Qdн, Nss(E), Е, m и ю. Известно [3], что частотные факторы для зарядовых процессов, определяемых диполями и перемещением ионов в диэлектрике, имеют значения не более 103 Гц, и поэтому в радиочастотном диапазоне на частотные свойства гетероструктур влияния практически не оказывают. Поверхностные состояния вблизи границы раздела Д-П сказываются на частотах до единиц мегагерц. Частотные факторы для зарядовых

процессов, определяемых наличием моноэнергетических уровней (МУ) полупроводника вблизи границы раздела Д-П, могут достигать значений порядка 1012 Гц, и именно они определяют высокочастотные свойства гетероструктур в составе приборов с зарядовой связью (ПЗС).

Анализ методов определения указанных зарядовых характеристик показал, что наиболее информативными из них, позволяющими обеспечить выполнение указанных требований, являются методы емкостной и термоактивационной спектроскопии. Одними из наиболее информативных методов емкостной спектроскопии являются методы высокочастотных (ВЧ) и низкочастотных (НЧ) вольт-фарадных характеристик (ВФХ), изотермической релаксации емкости (ИРЕ). Известно, что методы ВЧ и НЧ ВФХ позволяют с методической погрешностью не хуже 10 % определить Nss(Е) и Q однако совсем не позволяют определять Е( и соотношение подвижной и неподвижной компонент Q Метод ИРЕ позволяет наиболее точно (с методической погрешностью порядка 1 %) определять Е( одного МУ. Однако он не позволяет определять несколько Е( (имеют место у некачественных гетероструктур) и совершенно нечувствителен к наличию поверхностных состояний. Те характеристики, которые невозможно определить указанными методами ^ для нескольких моноэнергетических уровней, их порядок кинетики и частотные факторы), позволяют получить методы термоактивационной спектроскопии.

Анализ термоактивационных методов исследования гетероструктур позволил выделить следующие из них как наиболее информативные: методы термостимулированных токов поляризации (ТСП), термостимулированных токов деполяризации (ТСД) и метод термостимулированного тока с фракционным нагревом (ФТСТ). В [3] численным моделированием показано, что метод ТСП дает минимальную методическую погрешность при определении Qdп и QJI (до 15 %). Метод ТСД с термоочисткой от фонового заряда дает минимальную методическую погрешность (порядка 1 %) при определении Е( и температурного положения максимумов пиков T Метод ФТСТ позволяет определять распределение Nss(E) с методической погрешностью порядка 10 %, что больше, чем в случае НЧ ВФХ. Поэтому этот метод использовался только в целях взаимопроверки.

Из сказанного следует, что современный эксперимент по исследованию зарядовых процессов в гетероструктурах имеет следующие особенности. Необходимость очистки границ раздела слоев гетероструктур от фонового заряда при выявлении в них дефектов требует максимальной адаптивности системы к изменяющимся условиям текущего эксперимента. Поскольку зарядовые процессы в гетероструктурах очень слабые, то система должна иметь предельно достижимую разрешающую способность и точность измерений. Наличие быстропротекающих процессов требует от них максимального быстродействия. Кроме того, решение подобных задач связано с реализацией нескольких смежных методов определения зарядовых характеристик гетероструктур, анализом и сопоставлением полученных результатов измерений и выводом заключений, что требует создания экспертных систем.

В [4] была решена задача формирования моделей функциональных модулей (ФМ) в составе избыточного функционального ресурса (ИФР) для синтеза оптимальных, адаптивных систем, а также разработана основа для их оптимизации. Синтез конкретной системы для исследования зарядовых и частотных свойств гетероструктур и ПЗС на их основе предполагает конкретизацию моделей и вывод требуемых оптимальных измерительных структур системы. Приводимые модели содержат операторы преобразования .К(-). В скобках указывается выражение, описывающее преобразование, выполняемое данным ФМ [4], основные характеристики данного ФМ, алгоритм комбинирования ФМ в измерительной структуре, обязательное отсутствие (abs) или наличие (тс) ФМ, необходимых для работы данного ФМ.

Так, имеющиеся в составе ИФР первичные измерительные преобразователи (ПИП) для реализации методов изотермической релаксации емкости, высокочастотных и низкочастотных вольт-фарадных характеристик, термостимулированных токов поляризации и деполяризации, будут иметь следующие модели:

М^ХВЧВФХ = (ЯлО, (^1 е Кшт, ^.шах^ fs\ е [/Slmm,7^1шах] Хь (и1(0 е [^1Ш1п 0 В, и1шах +1 В],

fl е [Лгшп = 10-3 Гц,У1гшах = 1 Гц]), а^ 0, тс М-1Лвчвфх);

М52НЧВФХ = (Rs2(*), С^2 е ^2^^ ^шахЬ/2 е [/s2mm,/$2шах] )s2, (и2(0 е [и2шт = 0 В, и2шах = +1 В],

/2 е [/2гшт = 10 3 Гц,/2гшах = 1 Гц]), а^ 0, inc М 1^2нчвфх);

МвИРЕ = (Я^О), (53 е [^эшп; 53шах], fs3 ^ 0,25 МГц )й, («3(0 е [Uзmin = -10 В, и3шах = 0 В],

/3 = 0,25 МГ ц), а^ 0, тс М^ире);

Мх4ТСП = (Я«4(-), (54 е [^шт, ^шах^ &4 е [/S4min, 754шах] )s4, (и4(0 е [и4шт 1 В, и4шах +1 В]

/4 е [Дгшт = 10-2 Гц,/4гшах = 10 Гц]), а^ 0, inc М-154тсп);

Мх5ТСД = (Яя5(-), (55 е [^Щп, ^бшах^ /5 е [/S5min, fs5max ] (и5(0 е [U5min 1 В, и5шах +1 В]

/5 е [/5гшт = 10-2 Гц,/5гшах = 10 Гц]), а^ 0, inc М-155тсд).

При реализации термоактивационных методов использовалась также термопара:

М56Т/П = ^ОХ (^6 е ^шах^/з6 е |[/i6mm,/6шах] )5б,> (и6(0 е = 0 В ибшах = + 10 мВ]

/6 е [/6гmin = 10-2 Гц,/6гшах = 1 Гц]), аЬ8 0, inc М-156Т/п), а емкостных - генератор напряжения для обеспечения требуемых режимов гетероструктур; Мs^Vg = (Я^О), (^(О е [Ц^п = -10 В, Ц7шах = +10 В],/ е [/7ш1п = 10 3 Гц,

/7шах = 10-2 Гц]), аЬ8 0, inc М-1^).

У всех использовавшихся ПИП варианты их перебора отсутствовали, их характеристики нерегулируемые, поэтому их оптимизация не проводилась.

Как показано в [4], из свойств используемого ИФР следует, что оптимизация измерительных структур в данном случае возможна только в части аналого-цифрового преобразователя (АТ ЦП), устройства сопряжения (УС) и цифровой фильтрации (ЦФ). Из анализа требований данного эксперимента, согласно правилам оптимизации [4], из имеющихся АЦП наименьшей дисперсией погрешности, а следовательно, оптимальным в данном случае является АЦП, имеющий наибольшее количество разрядов Ц_2тах = 16 и/тх2 = 1,0 МГц, описываемый моделью:

МацП = МацП2 = (ЯаЦП2(0, ((и е [и2шт = -5 В; и2шах = +5 В], / е [0, /шах2 = 1,0 МГц]), Мувх, Мком )ацп2, #2шах = 10 16, аЬ8 (Мацп1, Мацп3, Мацп4, Мацп5) inc 0).

Согласно тем же критериям оптимизации, оптимальным в данном случае является устройство сопряжения (УС) АЦП с ЭВМ, имеющее наименьшее время задержки (^ = 0,1мкс) и

описываемое моделью:

Мус = Мус1 = (Яус1(-), (Мацп2 )ус1, Цус1 = 24, ^1 = 0,1 мкс, abs Мус2, ^ 0).

Цифровая фильтрация в организуемых экспериментах не проводилась.

Имея полученную выше информацию, определим нерегулируемые характеристики остальных ФМ, которые оптимизации не подлежат. После каждого ПИП следуют нормализаторы, коэффициенты передачи которых (Ки) с минимальной методической погрешностью определяются по полученным диапазонам выходных сигналов ПИП и диапазону входного сигнала АЦП. Для них:

Мн1 = (Яш(0, (^1, Мл )Н1, Кц1 = 0,5, аЬ8 0, ^ М 1н1);

Мн2 = (Яш(0, (^2, М52 )н2, Ки2 = 5, аЬ8 0, inc М 1н2);

Мн3 = (Яш(-), (53, Мх3 )Н3, Ки3 = 0,5, аЬ8 0, inc М 1н3);

Мн4 = (Яш(-), (54, М54 )н4, Ки4 = 5, аЬ8 0, inc М 1н4);

Мн5 = (Яю(0, (55, М55 )н5, Ки5 = 5, аЬ8 0, inc М 1н5);

Мн6 = (Яш(0, (56, М56 )Н6, Ки6 = 5, аЬ8 0, ^ М 1н6);

Мн7 = (Яш(0, (57, М57 )н7, Ки7 = 500, аЬ8 0, inc М 1н7).

Индексы у обозначений нормализаторов и УВХ являются одноименными с индексами соответствующих ПИП.

Для УВХ основной характеристикой является время хранения (^ ). Учитывая быстродействие выбранного АЦП (^ = 1 мкс) и тот факт, что опрос каналов производится последовательно, модели УВХ для соответствующих каналов будут иметь вид:

Мувх1 = (Яувх1(-), (и е [иАцлш^, иАцпшах] )увх1, *хр1 = 1 мкс, аЬ8 0, inc 0);

МувХ2 = (ЯуВХ2(-), (и е [иАЦПшт, иАЦПшах] )уВХ2, ^хр2 = 2 мкс, аЬ8 0, ^ 0);

МувХ3 = (ЯуВХ3(-), (и е [иАЦПшт, иАЦПшах] )уВХ3, (хр3 = 3 мкс, аЬ8 0, ІnC 0);

МувХ4 = (ЯуВХ4(-), (и е [иАЦПшт, иАЦПшах] )уВХ4, ^хр4 = 4 мкс, аЬ8 0, ІnC 0);

МувХ5 = (ЯуВХ5(-), (и е [иАЦПшт, иАЦПшах] )уВХ5, ^хр5 = 5 мкс, аЬ8 0, ^ 0);

МувХ6 = (ЯуВХ6(-), (и е [иАЦПшт, иАЦПшах] )уВХ6, ^хр6 = 6 мкс, аЬ8 0, ІnC 0);

МувХ7 = (ЯуВХ7(0, (и е [иАЦПшт, иАЦПшах] )уВХ7, ^хр7 = 7 мкс, аЬ8 0, ІnC 0).

Согласно алгоритму комбинирования, у многоканальной системы, при использовании одного АЦП, на его входе должен быть аналоговый коммутатор (АК). Его основной характеристикой является количество аналоговых входов. В нашем случае оно определено и имеет значение «АК2 = 8, а модель данного АК будет иметь вид:

Мак = МаК2 = (ЯаоО), (и е [UАЦПшin, иАЦПшах], МувХ )аК2, ПаК2 = 8, аЬ8 МаК1, inc 0).

Поскольку количество каналов п = 7, а пАК2 = 8, то, для уменьшения наводок и мультипликативной составляющей погрешности, неиспользуемый вход АК соединяется с общим проводом.

После ввода цифровой информации с выхода АЦП в ЭВМ производятся операции, обратные нормализации (Ячн) и первичному измерительному преобразованию (Яч5), а модели соответствующих преобразований будут следующими:

М- Н1 = (Я 1 и1

М- II 2 к 1 и2

М- из = (Я 1 и3

М- II 4 к 1 и4

М- II 5 к 1 и5

М- II 6 к 1 и6

М- II 7 к 1 и7

М- ,1 = (Я ,1(

М- 1 II сч ,2(

М- ,3 = (Я ,з(

М- 4 II 1 ,4(

М- ,5 = (Я ,5(

М- ,6 = (Я іб(

М- ,7 = (Я ,7(

и1, (КД)-1 abs 0, іпс 0); и2, (КЦ2)-1 abs 0, іпс 0); Н3, (КЗ)-1 abs 0, іпс 0); и4, (К4)-1 abs 0, іпс 0); Н5, (Кц5)-1 abs 0, іпс 0); Нб, (Кцб)-1 abs 0, іпс 0);

'X CМАЦП, МУ& Мцф)

•), (Мацп, Мус, Мцф)

), (Мацп, Мус, Мцф)

'X CМАЦП, МУС, Мцф)

,), (МаЦЛ МУС, Мцф)

•), (Мацп, Мус, Мцф)

•), (Мацп, Мус, Мцф) 1Н7, (Кц7) 1 abs 0, іпс 0); , (М 1Н1 ),1

(М Н2 )^2 (М 1нз )^з

(М 1Н4 ),4 (М 1Н5 )^5 (М 1Н6 ),6 (М 1Н7 )s7

abs 0, іпс 0); abs 0, іпс 0); abs 0, іпс 0); abs 0, іпс 0); abs 0, іпс 0); abs 0, іпс 0); abs 0, іпс 0).

Специализированное математическое обеспечение (СМО) производит обработку вводимых массивов информации и получение искомых характеристик гетероструктур:

[Е]ире = ^[исСО];

[& ^(Е)]вч вфх = ^2[Сгет(Кг), У^)];

[<2с1, ^ж(Е)]нЧВФХ = -Рз[/гет(Уг), С, Упз];

[Е, т,-, ю]тсд = ^4[1тсд(^), Т(/)];

[бап, 6/]тсп = ^[1тсп(Д Тф].

Здесь ис(і) - график изотермической релаксации емкости; Сгет(У^) и У() - зависимость емкости гетероструктуры от напряжения, определяющего ее режим, и зависимость этого напряжения от времени; 1ТСП(Т), I (Т), Т(і) - зависимость термостимулированных токов поляризации и деполяризации от температуры и температуры от времени; F1-F5 -соответствующие расчетные формулы (они известны из литературных данных). Для всех расчетных соотношений также известны значения их методических погрешностей (л), значения которых (в процентах) вносятся в модели соответствующих СМО, имеющих вид:

Мсмоире = (Ясмоире(), (Мацп, Мус, М 'и, М )смоире, "Л = 1, аЬє 0, іпс 0);

Мсмовчвфх = (ЯсмовчвфхО), (Мацп, Мус, М 'и, М ^ )смовчвфх, Л - 20, аЬ8 0, іпс 0);

Мсмончвфх = (ЯсмончвфхО), (Мацп, Мус, М 1и, М ^ )смовчвфх, Л - 5, аЬ8 0, іпс 0);

Мсмотсп/д = (ЯсмотстО), (Мацп, Мус, М 1и, М ^ )смотсп/д, Лтст, аЬ8 0, іпс 0).

По полученным в СМО результатам экспертная система делает заключения (по имеющимся критериям) о достоверности полученных характеристик там, где в этом есть необходимость, согласно схеме:

13 1

Сот{[Л^(Е)]вч вфх, [^/Е}]нч вфх} 1^ [^(Е)]нч вфх;

Сот{[0^]вч вфх, [Шнч вфх, №, Qdн]тcп} Ь Ш Q/, Q/];

Сот{[Е]ирЕ, Е]тсп, Е]тсд} 1^ Е];

Сот{[Ей]тсп, ЕУтсд} 1^ [Ей], где Сот - оператор сравнения.

Экспертная система так же производит управление конфигурацией экспериментальной системы, формируя управляющие сигналы по соответствующим разрядам кода на регистре управления. Количество его разрядов (п ) указывается в соответствующих моделях блоков управления:

МупрИРЕ = (Яупр( •), (5, М, Мн, Мувх, Мак, Мацп, Мус, М^н, М Мсмо УупрИРЕ, Прг = 1, abs 0, іпс Мувх);

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

МупрВФх = (ЯупрВФх( • ), (5, М, Мн, Мувх, Мак, Мацп, Мус, М 1н, М 1к, Мсмо УупрВФХ, прг = 3, abs 0, іпс Мувх, Мак);

Мупртсп/д = (Яупртст( • ), (5, М8, Мн, Мувх, Мак, Мацп, Мус, М^н, М ^ Мсмо)упртсп/д, прг = 6, abs 0, іпс М8, Мувх, Мак).

таким образом полученные оптимальные измерительные структуры по каждому из измерительных каналов будут иметь вид (читаются справа налево):

V V Ч Ч V Ч Ч V ч ч

ОївЕвА’ 1 N1 ! ЁвА 1 її 1 П 1 бй 1 АОЇ 1 Аё 1 бАої 1 П 1 їШвА; бївАхАоо 1 N1 ! АхАоо 1 ї2 1 Ї 2 1 бй 1 Аої 1 Аё 1 оАб2 1 ^ 2 1 ї2АхАоо; бї в^ хАоо 1 МП хАоо 1 ^ї3 1 ^ з 1 ^ бй 1 Аої ^ Аё 1 бАоз 1 ^ 3 1 ^ хАоо; бї вбйї ’ 1 й1 ! бйї 1 ї4 1 ї 4 1 бй 1 Аої 1 Аё 1 бАо4 1 ї 4 1 ®4бИ ; бї вбйА’ 1 N1 ! бйА 1 ї5 1 ^5 1 бй 1 Аої 1 Аё 1 бАо5 1 Н 1 ї5бйА;

бї вбйї /А’ 1 й1 ! бйї /А 1 їб 1 ї 6 1 бй 1 Аої 1 Аё 1 бАоб 1 ї 6 1 ївб/І ;

М М М- М-1 М М М М М М

~УпрвФХ сМОвФХ Л Н7 ус АЦИ АК УБХ7 Н7 ЛУ&

Общая структура системы будет вытекать из совокупности ее оптимизированных измерительных структур и определяться системой измерительных уравнений в операторной форме:

^1 = Я 2 13 Я 2 12 Я 2 11 К Я\ 14 Я\ 13 Я\ 12 Я\ 11 71

^2 = Я 2 23 Я2 22 Я 2 21 К Я1 24 Я1 2 Я1 2 Я1 21 72

^3 = Я2 33 Я2 32 Я2 31 КЯ134 Я1 33 Я1 32 Я1 31 73

Х4 = Я2 43 Я2 42 Я2 41 К Я1 44 Я1 43 Я1 42 Я1 41 74

^5 = Я2 53 Я2 52 Я2 51 КЯ1 54 Я1 53 Я1 52 Я1 51 75 * — г? 3 г> 2 г> 1^0 4 г> 3 г> 2

6 = Я 2 6 Я 2 6 Я 2 6 к Я1 6 Я1 6 Я1 6

^6 = Я2 63 Я2 62 Я2 61 К Я1 64 Я1 63 Я1 62 Я1 61 76

2 73 Я2 72 Я2 71 К Я1 74 Я1 73 Я1 7 Я1 7 77 .

Здесь у1 - сигнал релаксации емкости гетероструктуры; у2, у3, у4 - соответственно, высокочастотная емкость гетероструктуры, напряжение V() и ток /(V) через гетероструктуру; у5, у6, у7 - соответственно, ток поляризации, ток деполяризации гетероструктуры и температура образца (Г, К); R111 - ЭУ ИРЕ; Я121 = R131 = R11 - ЭУ ВЧ ВФХ; R1Л1 - ЭУ НЧ ВФХ; R151 = R161 = R171 = R21 - ЭУ ТСП/Д с соответствующими ПИП; R112, R122, R132, R142, R152, R162, R172 - коэффициенты передачи НУ соответствующих каналов; R113, R123, R133, R143, R153, R163, R173 - УВХ для соответствующих каналов; R114, R124, R134, R144, R154, R164, R174 - каналы АК; К-АЦП; R211 = R221 = R231 = R241 = R 1 = R261 = R271 = R21 - УС; R212, R222, R232, R242, R22 R 2, R272 - масштабирование измеренных

величин; Я213 - сМОИрЕ; Я223, Я233, Я243 = Я23 - сМОвфХ; Я253, Я263, Я273 - сМОтсп/Д, А,/ - измеренное значение Е,, А,2*, А,3*, А,4* - измеренные зависимости Сгет(К), К(ґ) и Ігет(К), соответственно;

А,5*, А,6*, А,7*- измеренные зависимости іп(Т), ід(Т и Т(ґ), соответственно. следовательно, структурная схема системы будет иметь вид (см. рис.).

структурная схема оптимальной адаптивной системы для исследования зарядовых и частотных свойств гетероструктур:

1 - гетероструктура; 2 - программно-управляемый азотный криостат (уАК); 3 - вакуумная система;

4 - Эу ИРЕ (М53); 5 - Эу вЧ вФХ (М51); 6 - Эу НЧ вФХ (Мл); 7 - Эу тсп/Д (Мл4, Мі5);

8 - блок нормализаторов (МН1-МН7); 9 - блок увХ (МувХ1-МувХ7); 10 - АК (Мак); 11 - ИОН;

12 - АЦп (Мацп); 13 - ус (Мус); 14 - ЭвМ; 15 - управляющий регистр (Ргвыв); 16 - одновибратор;

17 - органы управления уАК; 18 - источник постоянного напряжения;

19 - операция, обратная нормализации (М-1н); 20, 21 - масштабирование (М-15); 22 - все сМО;

23 - блок формирования управляющих воздействий (Мупр); 24 - Эс; 25 - блок формирования Эс;

26 - блок связи с экспертом; 27 - сервисные пО

в системе также используются программно-управляемый азотный криостат (уАК) [5], обеспечивающий программно-управляемое воздействие на исследуемую гетероструктуру, вакуумная система, обеспечивающая вакуум в измерительной камере не хуже 10-4^, источник опорного напряжения (ИОН) для проверки правильности работы АЦИ, одновибратор для формирования строба увХ, источник постоянного напряжения для питания нагревательного элемента уАК. в программном обеспечении имеются блоки формирования Эс и связи с экспертом, а также сервисного программного обеспечения (пО).

Summary

OPTIMAL ADAPTIVE SYSTEM FOR THE INVESTIGATION OF CHARGE AND FREQUENCY PROPERTIES OF CHARGE-COUPLED HETEROGENIC STRUCTURES

VP. Zayarniy, I.N. Ponomarev, S. V Girich, O.A. Astafurova

A system for the investigation of charge and frequency characteristics of solid state heterogenic structures in charge-coupled devices and the peculiarities of the interaction of charge carriers in heterogenic structures layers with the external fields of radio frequency range has been developed. The optimization of the system’s measurement circuits was carried out on the basis of the requirements of the conducted experiments.

Список литературы

1. Алферов Ж.И. Гетеропереходы в полупроводниковой электронике // Физика сегодня и завтра. Прогнозы науки. М.: Наука, 1975.

2. Алферов Ж.И., Конников С.Г., Корольков В.И. Об одной возможности оценки влияния границы раздела в гетеропереходах на основе твердых растворов // Физика и техника полупроводников. 1973. Т. 7. С. 1423-1429.

3. Гороховатский Ю.А., Бордовский Г.А. Термоактивационная токовая спектроскопия высокоомных полупроводников и диэлектриков. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. 248 с.

4. Заярный В.П., Романов Р.Н., Смирнов К.О. Информационные возможности для синтеза адаптивных систем в радиофизических исследованиях // Вестн. ВолГУ Сер. 1, Математика. Физика. Вып. 9. 2005. С. 140-146.

5. Управляемый азотный криостат для автоматизации электрофизических экспериментов / А.Р. Волков,

В.П. Заярный, В.Э. Клюкин и др. // Информационный листок № 484-86. Свердловск: Свердл. межотрасл. террит. центр науч.-техн. информ. и проп., 1986. 4 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.