Инжекционный ток, как тепловой ток.

Эстафетный ток электронов передаёт тепло, посредством уравнивания энергии отдельных атомов. Создавать PN-переходы можно, создавая контакт различных веществ, пропуская через них ток. Если такие вещества – металлы-проводники, то PN-переход обладает свойством при нагревании контакта, создавать термо-ЭДС. Полупроводники с широкой запрещённой зоной, при нагревании контакта, термо-ЭДС не создают.

Разнородные полупроводники могут создавать термо-ЭДС лишь при условии протекания тока. Причём электрон должен двигаться к P-области. Эта термо-ЭДС и проявляется как нелинейная вольт-амперная характеристика PN-перехода.

Место контакта – PN-переход, где возникает термо-ЭДС является местом, где нарушается принцип электронейтральности для электрического тока, значит, PN-переход является некоторой потенциальной ямой, в которую попадает электрон, участвующий в эстафетном движении при процессе теплопередачи.

Если от эстафеты оторвать электрон, который в дальнейшем втягивается в PN-переход, где участвует в заряде PN-перехода, то эстафетный ток превращается в поступательный, то есть обычный электрический ток. Необычный он только в том отношении, что этот ток является тепловым током и переносит тепловую энергию. В современной физике полупроводников этому току было дано название – инжекционный ток. Терминология в физике полупроводников уже закрепилась, и я ничего не могу сказать об инжекции, которой не существует. Инжекционный ток имеет тепловую природу.

В данной работе термин «инжекционный ток» заменён на «однонаправленный тепловой электронный ток».

Интересно, но российский физик Виталий Иванович Стафеев, ещё в 1960-м году, писал об инжекционном переносе тепла в структурах с PN-переходами. К сожалению, он не подвергал сомнению уравнение Шокли и «дырочную проводимость», которые не позволяют увидеть влияние тепловых процессов на PN-переход.

На основе явления переноса тепловой энергии посредством однонаправленного теплового электронного тока созданы схемы транзисторов, называемыми « схемами с инжекционным питанием».

Рис. 5.40. Наблюдение явления переноса тепловой энергии. Возникновение Uэдс – результат воздействия включаемого процесса: теплового электронного тока.

Явление переноса тепловой энергии посредством однонаправленного теплового электронного тока показано на рисунке 5.40.. Эксперимент с демонстрацией однонаправленного теплового электронного тока заключается в том, что через переход база-эмиттер транзистора пропускается прямой ток, в соседнем переходе база-коллектор возникает термо-ЭДС. Аналогично работает диод ФД5Г, который при облучении светом создаёт на своих выводах термо-ЭДС.

Энергия света является тепловой энергией движения электронов, что и способствует возникновению ЭДС в P-N переходе. Полярность термо-ЭДС фотодиода совпадает с полярностью термо-ЭДС транзистора на выводах база-коллектор.