Моделирование и исследование полупроводниковых структур с отрицательным дифференциальным сопротивлением и приборов на их основе

• Автор: Новиков, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 184 с.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР И ПРИБОРОВ С ОТРИЦА ТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
1.1. Полупроводниковые структуры и приборы с отрицательным дифференциальным сопротивлением 8-типа
1.2. Полупроводниковые структуры и приборы с отрицательным дифференциальным сопротивлением 151-типа
1.3. Полупроводниковые структуры и приборы
с объемной связью
1.4. Выводы, постановка задачи
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАНАРНЫХ СИМИСТОРНЫХ СТРУКТУР И ПРИБОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ
2.1. Структуры планарно-диффузионных симисторов
2.2. Моделирование статических параметров планарнодиффузионных симисторов
2.3. Моделирование динамических характеристик планарнодиффузионных симисторов и симисторных оптопар
2.4. Машинное моделирование характеристик планарнодиффузионных симисторов и приборов на их основе с помощью пакета прикладных программ РБрюе
2.5. Трехтранзисторная модель планарно-диффузионного симистора
2.6. Модели управляемых полупроводниковых приборов
на основе планарно-диффузионных симисторов
2.6.1. МДП-симистор
2.6.2. Симисторные оптопары с одноканальным и дифференциальным управлением
2.7. Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ БИПОЛЯРНО-ПОЛЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМN-ТИПА
3.1. Биполярно-полевые N-приборы
3.2. Моделирование вольт-амперных характеристик N-приборов
3.3. Схемотехническое моделирование N-приборов повышенной мощности
3.4. Интегральные структуры мощных N-приборов
3.5. Интегральный транзистор с защитой от перенапряжения
3.6. Исследование симметричного N-прибора
3.7. Выводы
4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА С ОБЪЕМНОЙ СВЯЗЬЮ НА ОСНОВЕ ЭЛЕМЕНТОВ С ОТРИЦА ТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ S-ТИПА
4.1. Механизм объемной связи между планарно-диффузионными тиристорами
4.1.1. Статическая модель механизма объемной связи между планарно-диффузионными тиристорами
4.1.2. Моделирование механизма объемной связи в интегральных линейках тиристоров при импульсном режиме работы
4.2. Механизм объемной связи между планарно-диффузионными симисторами
4.2.1. Статическая модель механизма объемной связи между планарно-диффузионными симисторами
4.2.2. Моделирование механизма объемной связи в интегральных линейках симисторов при импульсном режиме работы
4.3. Исследование полупроводниковых самосканирующих устройств с шунтирующим методом управления на основе

интегральных линеек планарно-диффузионных структур
тиристоров и симисторов
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Диффузионная связь. Включение одного из элементов ведет к повышению концентрации неравновесных носителей в базовой области. Вследствие возникновения градиента концентрации неравновесные носители от включенного элемента диффундируют к соседним и увеличивают ток коллекторных переходов. Это приводит к увеличению тока инжекции в соседних элементах, что вызывает изменение их ВАХ. При этом механизме связи расстояние между соседними элементами должно быть порядка длины диффузионного смещения неосновных носителей в базовой области.
2. Связь по току базы. Вдоль базовой области возникает электрическое поле, так как потенциал базы вблизи включенного элемента значительно отличается от потенциала вблизи невключенного элемента, поэтому возникает продольный ток, эквивалентный управляющему току базы, который влияет на ВАХ невключенного элемента.
3. Шунтирующий механизм. Если элементы расположены достаточно близко, то включение одного элемента равносильно включению резистора с низким сопротивлением параллельно базе невключенного элемента [119,125].
Взаимосвязь элементов с ОДС практически полностью определяется объемными свойствами базы и топологией размещения элементов. Каждый элемент оказывает приблизительно одинаковое влияние на все остальные, равноудаленные от него. Степень связи резко убывает с увеличением расстояния, так как концентрация неравновесных носителей уменьшается с расстоянием по закону, близкому к экспоненциальному.
Наличие объемной связи между элементами превращает двухэлектродный прибор в многоэлектродный, который может быть связан по объему с большим числом других элементов. Это резко повышает функциональные й схемотехнические возможности [119,125-129].
Связанные объемной связью Б-элементы и схемы на их основе имеют ряд существенных отличий от обычных активных элементов и традиционных ИС [119]: