Полупроводниковый прибор

 

САН34Е

360703

О П И

Союз Советских

Социалистических

Респтбли»

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 31.VIII.1967 (№ 1180709 26-25) с присоединением заявки № 1180708/26-25

Приоритет—

Опубликовано 28.Х!.1972. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 2.1.1973

М, Кл. Н Oll 9/08

Комитет по делам изобретений и открытий при Соеете Министров

СССР

УДК 621.373.5(088.8) Авторы изобретения

Ф. Ж. Вильф и А. П. Лысенко

Заявитель

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

Предлагаемое изобретение относится к области полупроводниковых при борoIB и может быть иопользовано для создания приборо в, генерирующих колебания в области частот р адиад иа пазона.

Известны полупро водяиковые генераторы электромагнитных колебаний СВЧ-диапазона (генераторы Ганна), вы полненные на криоталле арсенида галлия, на который на несены омические контакты. Эги генераторы IpBботают,в сильных элекгрических полях, и для их создания принципиально требуются полупроводники, например типа А " В, в энергетическом спекгре которых присутствует дополнительный минимум в зоне проводимо оти. Такие:генераторы не могут работать в диа пазоне дли н ных, средних и коротких волн радиодиапазона (50 кгпв — 50 Мгц). Сугцесгвенным недостатком их является крайне ограниченная воэмо жность управления ча стотой. Кроме того, рабочие характеристики приборов, изтото вленных из полупроводников

Ап Вт и работающих в сильном электрическом поле, с течением времени значительно изменяются. Сами кристаллы таких полупроводников, как арсенид галлия, сульфид кадмия и т. п., не могут быть получены столь же совершен ными, как моноатамные германий и кремний. Необходимость ра боты в не прерывном режиме требует применения для генерато ров Ганна высокоомного материала, однако, характеристики их в этом случае сильно зави сят от температуры.

Для создания генераторов, удовлетвори

5 тельно работающих IB радиодиапазсне, необходимы приборы, способные действовать как в импульсном, так и в непрерывнов| режимах и дапчскающие возможнссть регулирова ния частоты в широких пределах. Кроме того, ма10 териал для такого, прибора должен обеспечить,высокую технологическую воспроизводимость в условиях производства.

Д,ля до стижения у казан ной цели на кристалл любого полуl1(poIB0+ника наносятся два

15 омических конта кта различной площади,,причем один из KQIHтакTQB должен иметь площадь попереч ното сечения,по крайней мере в 100 раз большую, чем другой. Для кремния контакт малого диаметра должен иметь площадь

20 в пределах 10 . 10- см, для герман ия— в пределах 10 3 - 10 — " слР; для а рсенида галлия — в пределах 3 - 10 5.10 и с»Р.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где .на фит. 1 пока|зан,пример реализа25 ции описываемой конструкции, а на фпг. 2—

5,представлены четыре варианта консгрукции п редлагаемого генератора.

На монокристалл кремнпя1марки КЭ-0,75 нанесены два омических контакта: на од30 ну грань — контакт диаметром 20 мк 2, на

/ т

Составитель А. Кот

Редактор Г. Вигдорова

Техред 3. Тараненко

Корректор В. )Колудева

Фиг 4 г"иг. 3

< иг. и

3 другую —,контакт ди амет|ром 1 л.ч 3. Контакты наносят1ся методом напыления. и последующего,вжига1ния. Материалом малого контакта служит оплав золота с сурьмой(содержание сурьмы 0,1о о), материалом большого контакта служит н|икель. Далее,nipHoop собирается в кор1пусе. Первый и второй вариамты,предуоматривают созда1ние прибора .на основе монокристалла 1. В перовом варианте на противоположные торцы его наносятся омичеокий KoHTaiKТ малой площа1ди 2 и омический конта11<т большой площади 8, которым кристалл npHnaHiaaeT1OH к кристаллодержателю 4. Затем, прибор собирается в корпусе. Во втором варианте оба контакта наносятся на одну npainb 1при сталла. TipeiTHA и четвертый варианты отличаются от предыдущих тем, что активной областью служит э питаксиа lbная пленка полупроводника 5, более высокоомная по сравнению с по длож1кой, но того же ти и а,пр ов од и м ости.

Чтобы прибор вошел в режигм колеба1ний, необходимо на контакт малого диаметра до-. дать «ПЛ1ОС» напряжения для полупро1водника П-типа п рово1димости H «МИНУС» напряжения для полу1про водника P-типа проводим о|сти.

Мощность предлагаемого прибора, отда ваемая в актив ную нагрузку, может достигать единиц .ватт B непрерывном режиме, а к. п.д.40%. Точно так же прибор работает на колеба1тельный контур. В пределах о|бла1сти колеба ний частота их линейно зависит от постоянного тока, а амплитуда постоянна.

Иепользуя кремний, гермагний и другие

Iloëónðo1Bодники, варьируя удельное сопроTHB

4 ление при задаап1ой подвижности и толщину акти1вной области кристалла, можно в очень широких пределах менять ам1плитуду, диainaзон частот и мощность колебаний.

5 Даявое изобретение также предполагаег иопользовать прибор для стабилиза1ции TofKa.

В отличие от из1вестных стабилизаторо1в тока, ислоль зу1ощих р — а-1пере ход, предложенный

npHt6otp стабилизирует ток KaiK B им пулысном, 10 так и .в непрерывном режимах. Чтобы прибор вошел в режим ста билиза1ции тока, необходимо подать на контакт малого диаметра

«ПЛЮС» напряжения в случае полу проводи IKa P-Tnina проводимости и «МИНУС» на15 пряжения в случае полу1п роводника П-ти па проводи мости.

И опользуя гермамий, кремний и другие полупроводники, варьируя удельное сопротивление, толщину alKTHIBIHQA области кристалла, 20 диаметр ма loll o контакта, можно в широких пределах менять уровень стабилизируемого тока, пороговые на1пряжения,начала и конца ста1билизации и диапазон перекрытия .по наи р я ж ен и ю.

25 Предмет изобретения

Полупроводнико1вый nðH áo ð на пластиве

П-илп Р-типа проводимости с двумя омическими контактами, отличающийся тем, что, с целью генерации электромагнитных колебаний !в непрерывном режиме в шираком диапазоне частот, с:плавной перестройкой частоты то ком смещения, à та1кже стабилизации тока в им пульсном и непрерывном режимах работы, оди1н из конTBKToiB и меет площадь не более 5 10 см2, а другой контакт — площадь по крайней мере в 100 раз большую.

Заказ 680/2280 Изд. № 1805

Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при

Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патеит»