Проанализирован трехуровневый случайный сигнал. Вычислены выражения для спектра сигнала в различных случаях. Определен вид спектра сигнала при равномерном распределении вероятностей изменения амплитуды сигнала для каждого значения амплитуды. Сделаны выводы о возможности широкого применения полученных результатов для исследований физических процессов, имеющих вид трехуровневого случайного сигнала. Показано, что результаты статьи могут быть использованы для изучения взрывного шума и изучения электрических флуктуаций в полупроводниках, вызванных ловушками. Отмечена возможность применения результатов анализа трехуровневого случайного сигнала при проведении как фундаментальных, так и прикладных исследований.
The three-level random signal is analysed. Expressions for the spectrum of a signal in various cases are calculated. The type of spectrum of the signal at the uniform distribution of probabilities of change amplitude signal for each value of amplitude is determined. Conclusions are drawn on possibility of a wide use of the obtained results for researches of the physical processes having form of three-level random signal. It is shown that results of article can be used for studying of the burst noise and studying of electric fluctuations in semiconductors caused by traps. The possibility of use of results of the analysis of a three-level random signal both for fundamental, and for applied researches is noted.
Идентификаторы и классификаторы
Проанализирован трехуровневый случайный сигнал. Вычислены выражения, описывающие спектр данного сигнала. Полученные результаты могут использоваться для изучения физических объектов и технических систем, в которых протекают физические процессы, имеющие вид трехуровневого случайного сигнала. Процессы такого вида встречаются в различных областях физики. Отдельно отметим, что достаточно часто они встречаются при исследовании флуктуационных явлений. Например, в следующих значительных для теории флуктуаций случаях. Одним из наиболее важных типов электрических шумов в твердых телах и электронных приборах является взрывной шум [6]. Как установлено в [6, 7], взрывной шум может представлять собой не только бистабильный сигнал ступенчатой формы. Иногда наблюдается многоступенчатый шум, когда существует три или более возможных значений сигнала [7–9]. Шум – стохастический процесс. Соответственно взрывной шум с тремя возможными значениями сигнала представляет собой трехуровневый случайный сигнал, и для изучения такого шума можно использовать результаты, полученные в данной статье. Другим примером являются электрические флуктуации в полупроводниках, вызванные захватом и эмиссией носителей заряда ловушками. Известно, что в полупроводниках могут существовать двухзарядные ловушки [10]. Вследствие захвата и эмиссии носителей двухзарядной ловушкой проводимость полупроводника случайно изменяется, и протекающий в нем ток может принимать одно из трех возможных значений в зависимости от того захвачен ли ловушкой один носитель, захвачено два носителя или ловушка пустая [11, 12]. В таком случае ток в полупроводнике представляет собой трехуровневый случайный сигнал. Таким образом, для изучения электрических флуктуаций в полупроводниках, вызванных двухзарядными ловушками, могут быть использованы результаты данной статьи. Вообще, полученные в статье результаты могут иметь достаточно широкое применение, поскольку физические процессы, имеющие вид трехуровневого случайного сигнала, наблюдаются в различных областях физики. С сигналами такого вида встречаются при разработке различных технических устройств. Соответственно, полученные в статье результаты могут использоваться при решении многочисленных фундаментальных и прикладных задач.
Список литературы
1. Rice S. // Bell. Syst. Tech. J. 1945. Vol. 24. P. 46.
2. Machlup S. // J. Appl. Phys. 1954. Vol. 25. P. 341.
3. Якубович Б. И. // Письма ЖТФ. 1995. Т. 21. С. 10.
4. Якубович Б. И. Электрические флуктуации в неметаллах. – СПб.: Энергоатомиздат, 1999.
5. Рытов С. М. Введение в статистическую радиофизику. Часть 1. – М.: Наука, 1976.
6. Букингем M. Шумы в электронных приборах и системах. – М.: Мир, 1986.
7. Giralt G., Martin J. C., Mateu-Perez F. X. // Electron. Lett. 1966. Vol. 2. P. 228.
8. Knott K. // Solid State Electron. 1980. Vol. 23. P. 727.
9. Farmer K. R., Rogers C. T., Bukrman R. A. // Phys. Rev. Lett. 1987. Vol. 58. P. 2255.
10. Бонч-Бруевич B. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. – М.: Наука, 1990.
11. Якубович Б. И. Электрический шум и дефекты структуры твердых тел. – Germany: LAP Lambert Academic Publishing, 2012.
12. Якубович Б. И. Электрические флуктуации в твердых телах. – Germany: AV Akademikerverlag, 2013.
1. S. Rice, Bell. Syst. Tech. J. 24, 46 (1945).
2. S. Machlup. J.Appl.Phys. 25, 341 (1954).
3. B. I. Yakubovich, Tech. Phys. Lett. 21, 10 (1995).
4. B. I. Yakubovich, Electric Fluctuations in Nonmetals (Energoatomizdat, SPb, 1999) [in Russian].
5. S. M. Rytov, Introduction in the Statistic Radio Physics (Nauka, Moscow, 1976) [in Russian].
6. M. Bukingem, Noises in Electronic Devices (Mir, Moscow, 1986) [in Russian].
7. G. Giralt, J.C. Martin, and F.X. Mateu-Perez, Electron. Lett. 2, 228 (1966).
8. K. Knott, Solid State Electron. 23, 727 (1980).
9. K. R. Farmer, C. T. Rogers, and R. A. Bukrman, Phys. Rev. Lett. 58, 2255 (1987).
10. V. L. Bonch-Bruevich and S. G. Kalashnikov, Physics of Semiconductors (Nauka, Moscow, 1990) [in Russian].
11. B. I. Yakubovich, Electric Noise and Defects of the Solid State Structure (Germany: LAP Lambert Academic Publishing, 2012).
12. B. I. Yakubovich, Electric Fluctuations in Solid States (Germany: AV Akademikerverlag, 2013).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Якубович Б. И. О трехуровневом случайном сигнале 5
Бердников А. С., Аверин И. А., Краснова Н. К., Соловьёв К. В. Об однородности скалярных и векторных потенциалов электрических и магнитных полей, однородных по Эйлеру 10
Никитин А. И., Величко А. М., Никитина Т. Ф., Степанов А. И., Степанов И. Г. Условия существования связанных структур из тел, имеющих электрический заряд одного знака 28
Наумов Н. Д., Никольский В. А. Влияние дождя на искажение радиоимпульса 41
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Юрков Д. И., Дулатов А. К., Лемешко Б. Д., Андреев Д. А., Голиков А. В., Михайлов Ю. В., Прокуратов И. А., Селифанов А. Н., Фатиев Т. С. Установка плазменного фокуса с током до 2 МА как источник жесткого рентгеновского излучения 45
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Войцеховский А. В., Кульчицкий Н. А., Несмелов С. Н., Дзядух С. М. Aдмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) в широком диапазоне температур 54
Козлов К. В., Патрашин А. И., Бурлаков И. Д., Бычковский Я. С., Дражников Б. Н., Кузнецов П. А. Современные инфракрасные фотоприемные устройства для сканирующей аппаратуры дистанционного зондирования Земли (обзор) 63
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Гамкрелидзе С. А., Кондратенко В. С., Стыран В. В., Трофимов А. А., Щаврук Н. В. Влияние разработанных базовых методов резки приборных пластин сапфира и карбида кремния на выход годных нитридных СВЧ монолитных интегральных схем 79
ИНФОРМАЦИЯ
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2016 г. 86
Правила для авторов 89
Подписка на электронную версию журнала 92
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
B. I. Yakubovich The threelevel random signal 5
A. S. Berdnikov, I. A. Averin, N. K. Krasnova, and K. V. Solovyev Theorems on the homogeneity of scalar and vector potentials for 3D electric and magnetic fields which are homogeneous in Euler terms 10
A. I. Nikitin, A. M. Velichko, T. F. Nikitina, A. I. Stepanov, and I. G. Stepanov The conditions for existing the structures consisting the bodies with electric charge of the same sign 28
N. D. Naumov and V. A. Nikolsky The effect of a rain on the radiowave pulse distortion 41
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
D. I. Yurkov, A. K. Dulatov, B. D. Lemeshko, D. A. Andreev, A. V. Golikov, Yu. V. Mikhailov, I. A. Prokuratov, A. N. Selifanov, and T. S. Fatiev The plasma focus device with the 2-MA discharge current as a hard X-ray source 45
PHOTOELECTRONICS
A. V. Voitsekhovskii, N. A. Kulchitsky, S. N. Nesmelov, and S. M. Dzyadukh Admittance of MIS structures based on MBE Hg1-xCdxTe (x = 0.22–0.23) in a wide temperature range 54
K. V. Kozlov, A. I. Patrashin, I. D. Byrlakov, Y. S. Bychkovsky, B. N. Drazhnikov, and P. A. Kyznetsov Analysis of the modern scanning infrared FPA for remote sensing (a review) 63
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
S. A. Gamkrelidze, V. S. Kondratenko, V. V. Styran, A. A. Trofimov, and N. V. Shchavruk Effect of cutting methods designed instrument plates sapphire and silicon carbide yields nitridgallievyh Microwave monolithic integrated circuits 79
INFORMATION
The list of articles translated and published in English language journals in 2016 86
Rules for authors 89
Subscription to an electronic version of the journal 92
Другие статьи выпуска
Материалами подложки приборных пластин в современной сверхвысокочастотной (СВЧ) электронике на основе GaN/AlGaN выступают сапфир и карбид кремния, которые обладают высокой твердостью и одновременно являются хрупкими. Методы разделения таких приборных пластин на отдельные кристаллы недостаточно изучены в совокупности свойств материала подложки и особенностей изготовления современных монолитных интегральных схем (МИС). В настоящей работе рассматривается разработка базовых производственных маршрутов, повышающих эффективность существующих методов резки приборных пластин сапфира и карбида кремния применительно к приборным пластинам с изготовленными на них современными СВЧ МИС на нитридных гетероструктурах, а также изучение влияния резки на технико-эксплуатационные параметры МИС.
Представлен обзор литературы по многорядным инфракрасным (ИК) фотоприемным устройствам (ФПУ) космического базирования, предназначенным для дистанционного зондирования Земли. Рассмотрены виды устройств, их назначения, основные спектральные диапазоны и принципы работы. Приведены наиболее распространенные схемы цифровых и аналоговых ячеек большой интегральной схемы (БИС) считывания фотосигналов многорядных ИК ФПУ, для каждой схемы указаны условия применимости. Рассмотрены три способа реализации режима временной задержки и накопления (ВЗН): аналоговое суммирование внутри БИС, цифровое суммирование внутри БИС, цифровое суммирование в блоке цифровой обработки. Представлены структурные либо принципиальные схемы ВЗНсуммирования. Рассмотрены наиболее распространенные топологии фоточувствительных элементов (ФЧЭ) многорядных ИК ФПУ космического базирования. Проведен анализ математических моделей многорядных ИК ФПУ.
Рассмотрены особенности электрофизических свойств n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с диэлектриками Al2O3 или SiO2/Si3N4. Пленки HgCdTe были выращены методом молекулярнолучевой эпитаксии на подложках из GaAs(013) и Si (013). Обсуждены возможности определения основных параметров МДП-структур на основе n(p)-Hg1-xCdxTe (x = 0,21–0,23) с варизонным слоем и без варизонного слоя из адмиттанса структур, измеренного в широком диапазоне температур и частот.
В статье описана установка на основе генератора импульсных токов с емкостным накопителем энергии, работающего на нагрузку в виде камеры плазменного фокуса (ПФ). Установка обеспечивает амплитуду разрядного тока до 2 МА в камере ПФ при запасаемой энергии в конденсаторной батарее до 150 кДж. Камера ПФ разработана для изучения жесткого рентгеновского излучения (ЖРИ), она имеет окна на корпусе для вывода ЖРИ в сторону катода, а также специальную вставку для вывода ЖРИ внутрь анода. Проведено исследование работы камеры в составе установки с использованием различных рентгеновских мишеней на аноде. При разрядном токе 1,5 МА в камере ПФ генерируется импульс ЖРИ со средней длительностью 16 нс, энергетическим спектром от 10 до 200 кэВ, который обеспечивает поглощенную дозу в облучаемых образцах порядка 1 Зв.
Рассматривается задача о распространении радиоимпульса в дожде с заданным распределением интенсивности вдоль трассы. Сформулирована процедура расчетной оценки трансформации радиоимпульса с учетом дифракции и ослабляющего влияния дождя. Рассмотрена антенна с прямоугольным излучающим раскрывом, параболическая антенна и рупорная антенна. Показано, что на оси однородно возбужденной прямоугольной антенны и на оси параболической антенны зависимость поля от времени определяется производной начальной временной формы импульса. Предлагаемый метод оценки влияния дифракции на искажение импульса применим в случае любой слабопоглощающей среды.
В литературе и интернете имеется много свидетельств о наблюдении в атмосфере сферических светящихся объектов, представляющих собой взаимно связанные структуры – пары, треугольники, четырёхугольники и т. д. В статье проведён теоретический и экспериментальный анализ условий существования связанных структур из тел, обладающих электрическим зарядом одного знака. Показано, что сила кулоновского расталкивания таких объектов может быть скомпенсирована их отталкиванием от периферического облака зарядов того же знака, возникающего из-за стекания части заряда шара в атмосферу.
Электрические и магнитные поля, однородные по Эйлеру, являются удобным инструментом для разработки электронно- и ионно-оптических систем. Принцип подобия траекторий, впервые применённый Ю. К. Голиковым, позволяет с помощью полей, принадлежащих этому классу, целенаправленно синтезировать корпускулярно-оптические системы с идеальными спектрографическими свойствами. До сих пор предполагалось само собой разумеющимся, что однородные по Эйлеру электрические и магнитные поля описываются потенциалами, представляющими собой однородные по Эйлеру функции. В данной работе этот вопрос исследуется математически строго. Важным результатом является то, что для полей, однородных по Эйлеру с нулевым показателем однородности, утверждение об обязательной однородности скалярного потенциала не является справедливым (возможно присутствие аддитивной логарифмической добавки, не являющейся однородной функцией), но это является единственным исключением из рассмотренного правила. Однако для векторного потенциала утверждение о существовании у однородного по Эйлеру поля однородного же векторного потенциала, обладающего соответствующим порядком однородности, будет справедливым при всех порядках однородности, включая нулевой.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400