Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 67

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 228 >> Следующая

квадратному из плотности тока смещения в соответствии с общим поведением
частоты отсечки и резонансной частоты. Интересно отметить, что у диодов,
работающих на 150 Ггц, ширина
О
запорного слоя равна примерно 2 ООО А. Это очень низкое значение ширины
дает некоторое представление о трудности изготовления диода Рида,
рассчитанного на такие частоты. Диоды на 300 Ггц
о
должны иметь ширину запорного слоя, равную только 300 А, так что
соответствующая структура Рида, в которой требуется получить узкий слой
умножения и отдельное пролетное пространство, не может быть изготовлена
при современном уровне полупроводниковой технологии.
Далее мы рассмотрим некоторые экспериментальные результаты по
высокоэффективным ЛПД, работающим на частотах заметно
4iПороговая длина волны, сл;
0,1
1
10 6
3
§ /о5


ниже оптимальной (по времени пролета). Германиевые диоды, работающие иа
основной частоте 6 гц, были включены в импульсном режиме в схему,
показанную иа рис. 28, и на них были получены колебания на 3 Ггц с к. п.
д., равным 40%. Было сообщение {JI. 26] о получении на германиевых
лавинно-пролетных диодах непрерывной СВЧ-могцно-сти с к. п. д. до 43%.
Как было сообщено |[Л. 27], на кремниевых диодах также была получена
генерация с высоким к. п. д. на несколько более низких частотах (от 0,1
до 1,1 Ггц).
На рис. 33,я показаны измеренная выходная мощность и к. п. д.
германиевого ЛПД Получены следующие результаты: к. п. д 43% при выходной
мощности 5,3 вт на 450 Мгц. Диод был изготовлен из эпитаксиального
германия и рассчитан для работы на 5 Ггц на основной моде колебаний.
Типичные параметры прибора, емкость 1 пф при -20 в, площадь перехода
4•10-4 смг и пробивное напряжение 40 в. Для того чтобы заставить диод
генерировать в высокоэффективной моде, схема, показанная на рис. 28, была
несколько видоизменена путем введения дополнительного резонатора,
рассчитанного на генерацию СВЧ-колебаний (около 5 Ггц). Это было
достигнуто с помощью одиночного настроечного поршня, помещенного вблизи
диода. Затем второй настроечный элемент помещался на расстоянии половины
длины волн (на 450 Мгц) от первого. Зондовые измерения в полости,
образованной настроечными элементами, показали, что диод генерирует также
и СВЧ-колебания (около 5 Ггц), которые являются некоторой гармоникой
колебаний на 450 Мгц.
Интересно отметить, что результаты, показанные на рис. 33,а, были
получены при плотностях тока, сравнимых с плотностями, необходимыми для
работы диода в генераторе на 5 Ггц. На рис. 33 дана вольт-амперная
характеристика диода, находящегося в режиме генерации. При работе диода в
генераторе с высокоэффек-
VI
о
t
S
10'
"7 i
г /
5 i f
: 3T~3,5fTS'l/
/
1 1-i-L_U i.i J l_l_
10 100 500
Порогов ар частота, Ггц
Рис. 32, Зависимость пороговой частоты от плотности постоянного тока |[Л.
25].
тивной модой колебаний имеется значительное падение постоянной
составляющей напряжения.
3. Эффекты, связанные с рассеянием тепла и наличием базовой области.
Ниже мы рассмотрим влияние эпитаксиального слоя и отвода тепла на работу
диода в СВЧ-генераторе. На рис. 34,а показаны распределение примесей и
распределение электрического
ВО
a 00 а
| го
а %
О
гоо ш воо 8оо
Плотность тока, а/смг а)
Основная мода
Высокоэффективная
мода
гоо т 600 воо
Плотность тока, а/смг
б)
Рис. 33. Экспериментальные измерения германиевых ЛПД. работающих в
высокоэффективной моде колебаний.
а - зависимость выходной мощности и к. п. д. от плотности тока; б -
зависимость напряжения от тока смещения [JT. 26].
поля при пробое в германиевом ЛПД 1[Л. 28], спроектированном как источник
СВЧ-мощности в диапазоне 6 Ггц. Из рисунка видно, что для того, чтобы
разместить диффузионный слой диода при пробое, необходима толщина
эпитаксиального материала около 7 мкм. Эпитаксиальный материал за
пределами этих 7 мкм при пробое останется нейтральной областью и поэтому
внесет свой ьклад в положительное последовательное сопротивление диода.
Влияние этого избыточного эпитаксиального слоя (базовая область) на СВЧ-
характеристики иллюстрируется рис. 34,6, из которого следует, что с
ростом толщины базовой области к. п. д. генератора на ЛПД падает. Это
обстоятельство объясняется тем, что отрица-
Толщина базовой области, я\км 6)
Рнс. 34. Распределение примесей и профиль электрического поля при пробое
в германиевом ЛПД (а); зависимость к. п. д. от толщины базового слоя (б)
[Л. 28]. t - электрическое поле при пробое; 2 - базовая область.
тельное сопротивление, связанное с ударной ионизацией и пролетными
эффектами, частично компенсируется паразитным последовательным
сопротивлением. Из рис. 34,6 ясно, что для получения высокоэффективных
ЛПД толщина эпитаксиального слоя должна быть подобрана так, чтобы при
пробое отсутствовала базовая область. Устранение последовательного
сопротивления важно также и с точки зрения шумов, как следует из рис. 24.
Лавинно-пролетный диод обычно рассеивает в виде тепла в несколько раз
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed