Частотные свойства и характеристики обратносмещенных коммутационных pin-диодных структур

• Автор: Дроздовская, Людмила Михайловна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Р1п-диод в режиме обратного смещения
1.1. Экспериментальные данные и взгляды на работу обратносмещенного р1п-диода
1.2. Основные положения импедансной слоистой модели классического р1п-диода
1.3. Работа рш-диода при обратном смещении на основе слоистой модели
1.4. Выводы по главе
Глава 2. Компьютерный анализ частотных и импедансных характеристик трехслойных р1п-диодов
2.1. Методики проведения компьютерного анализа
2.2. Результаты численного моделирования. Сравнение методик
2.3. Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальное исследование частотных характеристик обратносмещенных р1п-диодов
3.1. Методика проведения экспериментов. Экспериментальные установки
3.2. Результаты экспериментальных исследований
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальное исследование активной составляющей
СВЧ-импеданса прямосмещенного р1п-диода
4.1. Методика измерения
4.2. Результаты исследований р1п-диодов
4.3. Результаты исследований СаАэ р1п-диодов
4.4. Выводы по главе
Глава 5. Четырехслойная управляемая диодная структура
5.1. Необходимость создания многослойных управляющих структур, функционирующих в диапазоне низких радиочастот
5. 2. Физические основы функционирования предлагаемой диодной структуры
5.3. Результаты анализа работы четырехслойной структуры
5.4. Выводы по главе
Глава 6. Обсуждение полученных результатов
6.1. Научные результаты работы
6.2. Прикладное значение проведенных исследований
Заключение
Список литературы
Приложение 1
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ.
Техника сверхвысоких частот (СВЧ) в настоящее время является одной из развивающихся отраслей человеческой деятельности. Она используется в различных сферах, начиная от классической радиолокации и средств связи и кончая различными медико-биологическими применениями [1,2]. Твердотельная СВЧ-элект-роника - стержень современной СВЧ-техники - развивается в тесной связи с прогрессом передовых технологий производства как самих полупроводниковых приборов, так и монолитных интегральных схем. Разумеется, такое взаимопереплетение сопряжено с различными трудностями [3].
Очень часто с имеющимися в распоряжении разработчика СВЧ-устройств полупроводниковыми приборами (диодами, транзисторами) не удается обеспечить параметры, требуемые в современной радиоэлектронной аппаратуре. Это заставляет специалистов в области СВЧ-электроники вторгаться в смежные области науки и техники. Например, дальнейшее совершенствование управляющих устройств СВЧ на полупроводниковых диодах (как управляемых, так и самоуправляемых) затруднено без соответствующего совершенствования, а также разработки принципиально новых управляющих полупроводниковых приборов. Важным является и переосмысление физических процессов, лежащих в основе работы таких общеизвестных полупроводниковых приборов, как р1п-диоды, которые уже много лет широко применяются в СВЧ-технике [4-9].
До последнего времени именно с диапазоном СВЧ связаны основные успехи в применении р1п-диодов в качестве управляющих элементов высокой мощности. Попытки же их использования в диапазоне низких радиочастот наталкиваются на принципиальные трудности. Как это ни странно, но природа и роль этих трудное-

напряжения (и0 + и3) на этом переходе в область прямых смещений, превышающих 1Д еГ, в рамках рассматриваемой импедансной модели (разд. 1.2) приводит к появлению постоянной составляющей тока 10 и как следствие, к снижению шунтирующих сопротивлений и и к росту диссипативных потерь в диоде. Между двумя основными последовательно соединенными пространственными областями структуры возникает положительная обратная связь по высокочастотным напряжениям, высокочастотному току и по постоянному току [И]. Снижение сопротивления необедненной области при 10 > 0 приводит к перераспределению падений напряжений в импедансном делителе. Возрастание отношения из/из1;г вызывает рост тока 10, который приводит к дальнейшему снижению сопротивления и росту доли напряжения, приходящейся на детектирующую область. В результате такого самосогласованного процесса существует тенденция перехода обеих областей диодной структуры в низкоимпедансное состояние.
Для того, чтобы предотвратить эти явления и ограничить уровень возникающей нелинейности, с учетом функции Д(0Д), упомянутой в разделе 1.2, амплитуда напряжения 11-, и напряжение обратного смещения ио не должны выходить за пределы, определяемые условием:
Д (0а-)хиа- < и0 + иь ег . (1.13)
Это соотношение поясняется на рис.1.12, где сплошной линией показано изменение во времени напряжения на инжектирующем переходе, имеющего амплитуду ихДШд)- Это напряжение, падающее на обедненной области, составляет лишь часть полного нап-