2.1. Представим типовое распределение по координате легирующей примеси, концентрации подвижных носителей заряда, статического поля и скорости дрейфа.
Диод Ганна. GaAs [8]. Рассмотрим распределение поля при режиме катодного статического домена.
Рисунок 10 – «Типовое распределение по координате статического поля (а), типовое распределение по координате скорости дрейфа (b)»
Рисунок 11 – «Типовое распределение по координате концентраций подвижных носителей заряда»
Рисунок 12 – «Типовое распределение по координате легирующей примеси»
Лавинно-пролетный диод (диод Рида). Si
На диод подается обратное напряжение (p-n переход смещен в обратном направлении).
Рисунок 13 – «Типовое распределение по координате концентраций подвижных носителей заряда»
Рисунок 14 – «Типовое распределение по координате легирующей примеси»
Рисунок 15 – «Типовое распределение по координате скорости дрейфа»
Рисунок 16 – «Типовое распределение по координате статического поля»
Представьте прибор как слоистую структуру.
Представим диод Ганна, как слоистую структуру. [1]
Рисунок 17 – «Диод Ганна, как слоистая структура»
В данном приборе для усиления и генерации колебаний СВЧ-диапазона может быть использована аномальная зависимость скорости электронов от напряженности электрического поля. Для этого, играющие главную роль, процессы происходят в самом объеме полупроводника (нет p-n переходов). Они же (процессы) обусловлены переходом электронов из «центральной» энергетической долины в «боковую» (с большей долиной эффективной массой меньшей подвижностью). Крайние части сильнее легированы для создания омических контактов.
Представим диод Рида, как слоистую структуру.
Рисунок 18 – «Диод Рида, как слоистая структура»
Диод Рида основан на явлении лавинного пробоя обедненной области диода в обратном смещении. Выделяют 2 области: область лавинного умножения (где происходит лавинообразное нарастание количества свободных носителей заряда); область дрейфа (обедненная область, в которой происходит движения электронов с постоянной скоростью).
Данная структурная разновидность ЛПД отличается тем, что в ней области лавинного умножения и дрейфа разделены. Диод имеет 4 характерные области с разным уровнем легирования. В узкой области p+-n перехода локализуется сильное электрическое поле, действие которого (при достижении порогового значения) приводит к началу процесса лавинного умножения количества носителей. Электроны дрейфуют в полупроводнике через i-область со скоростью, близкой к скорости насыщения.
Определить частоту генерации лпд и дг с бегущим доменом при длине активной области . .
Дано:
Решение:
ЛПД:
ДГ:
Ответ:
1.5 Балла Транзисторы
Сравните максимально возможную толщину базы Биполярного транзистора и длину затвора Полевого транзистора при работе на частоте
.
Оцените угол пролета в обоих случаях.
Свяжите с решением задачи №3 из 1-го
задания.Сравните преимущества и недостатки использования в микроволновом диапазоне HEMT-приборов и транзисторов с баллистическим транспортом. Какова должна быть толщина высоколегированной области HEMT c
,
если контактная разность потенциалов
равна
Обоснуйте тенденцию использования в современных транзисторах таких материалов как GaN , InP, SiC, алмаз С.
Нарисуйте (качественно) входные и выходные ВАХ трех ПТБШ с одинаковыми размерами, уровнем легирования, но изготовленными из Si, GaN, GaAs. Обоснуйте зависимости.
Нарисуйте и обоснуйте семейство входных и выходных ВАХ и коэффициента шума на одном графике. Объясните, почему ПТБШ, несмотря на высокую электронную температуру носителей на выходе, относят к малошумящим приборам?
При анализе используйте решение задачи №7 из первого задания.
3.6. Как связаны НЧ шумы с технологией изготовления транзистора.