Реферат 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Электрические свойства лавинных 5-диодов 5
1.1 Структура n-v-n-типа на основе арсенида галлия 5
1.2 Обратная ветвь вольт-амперной характеристики 5-диода 6
1.3 Распределение плотности заряда и электрического поля в n-v-n-структуре. . 10
1.4 Лавинный процесс в импульсных 5-диодах 11
1.5 Механизм переключения лавинных 5-диодов. Теория коллапсирующих
доменов Ганна 13
1.6 Выводы по литературному обзору 14
2 Методика эксперимента 16
2.1 Используемые партии лавинных 5-диодов 16
2.2 Измерение утечки лавинных 5-диодов 17
3 Результаты и их обсуждение 19
3.1 Временные зависимости силы тока и напряжения лавинных 5-диодов 19
3.2 Влияние дополнительного смещения на ток утечки 26
3.3 КПД импульсного генератора 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 33
Одним из наиболее используемых полупроводниковых материалов является арсенид галлия. Данный полупроводник имеет прямозонный характер энергетического спектра, обладает шириной запрещенной зоны 1.424 эВ и большой подвижностью см2 „ „ „ .
электронов ^«=8500 — при комнатной температуре. Благодаря этому GaAs используется в быстродействующей электронике.
В полупроводниковой электронике используется легирование мелкими примесями, так как глубокие способствуют уменьшению подвижности и времени жизни носителей заряда. В данной работе будет рассматриваться нетрадиционный подход, связанный с применением глубоких примесей, благодаря чему проявляются множество физических эффектов. На основе этих эффектов создается оригинальная структура, называемая импульсным лавинным 5-диодом. Такой диод обладает участком отрицательного дифференциального сопротивления на обратной ветви вольт-амперной характеристики. 5-диод способен за 0.1-2 нс переходить из высокоомного состояния в низкоомное проводящее, что позволяет его использовать в таких приборах как, схемы формирователя импульсов для сверхширокополосной локации, оптоэлектронных ключах, схемах питания лазерных диодов, озонаторах воздуха. Поэтому дальнейшее изучение и выявление новых физических процессов, протекающих в данных структурах, являются важной целью, достижение которой будет способствовать, как расширению области применения, так и более ресурсоемкому производству 5-диодов.
1) Наблюдается утечка тока в 5-диоде, которая приводит к снижению КПД генератора импульсного питания;
2) Согласно представленным результатам у 5-диодов из различных партий значение утечки сильно отличается, что позволяет в будущем определить ряд технологических параметров, позволяющих контролируемо повышать КПД на стадии производства;
3) Для снижения утечки и повышения КПД генератора можно использовать дополнительное постоянное смещение (до 10 В, обратное приложенному импульсному напряжению); такой подход позволяет повысить КПД генератора с 60-80% до 90 %.
4) Причиной возникновения утечки может быть инжекция электронов с контактного п+-п перехода, так как он включен в прямом направлении.
5) Для снижения возникающей утечки за счет варьирования конструктивных и технологических параметров, требуется проведение численных расчетов динамики изменения заряда в лавинных 5-диодах с использованием современных средств TCAD.
