Полупроводниковый прибор

 

< >858493

Союз Советских

Социалистических

Рес убпии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву —(22) Заявлено 08.04.80. (21) 2908308/1 8-2 5 (51)М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

9жудараненМ квивтат

СССР ио лолам изобретений н открытий

Н 01 1, 23/04

Н 01 4 29/76 (23) Приоритет

Опубликовано15.12.82. Бюллетень №46

Дата опубликования описания 05.01.83 (53) УДК6 21.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Галуэо и Э. А.Матсон (71) Заявитель

Минский радиотехнический институт

4

1 (S4) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к обпасти по. лупроводниковой микроэлектроники,. в частности к трехэлектродным полупроводниковым приборам с отрицательной дифференциальной проводимостью, и может быть использовано в радиоэлектрон- 5 ной аппаратуре различного назначения, в частности в переключакх их и логических схемах.

Известен полупроводниковый прибор с . отрицательной дифференциальной проводимостью, содержаший три области р+ -типа, область и типа (1 ) .

Недостатком его является большое время переключения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности является полупроводниковый прибор с отрицательной дифференциальной проводимостью, содержаший полупроводниковую подложку, в которой образованы полевые транзисторы, 20 один иэ которых имеет встроенный канал с областями стоков. истоков и каналов 123 .

Однако для такого прибора также ха рактерно большое время переключения, связанное с тем, что участок с отрицательной дифференциальной проводимостью вольтамперной характеристики на выходе получают за счет модуляции тока неосновных носителей, заряда в базе, про-. текаюшего через канал, выходным напряжением, прикладываемым к коллектору, образующему с этим каналом р-п-пере- . ход. При этом переключение прибора иэ одного устойчивого состояния в другое происходит с задержкой, которая вызвана расасыванием накопленных в приколлекторной области базы неосновных i носителей заряда (например, электронов в базе р-типа).

Белью изобретения является уменьшение времени переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом приборе с отрипательной дифференциальной проводимостью, содержашем полупроводниковую подложку, . в которой образованы полевые транзисI

3 85849 торы, один иэ которых имеет встроенный канал с областями стоков, истоков и каналов, область стока транзистора со встроенным каналом выполнена в форме кольна, внутренний диаметр которого не превышает удвоенной ширины области пространственного заряда s п оoд лоoж кKеe, а над каналом этого транзистора сформирован изолированный затвор, гальванически связанный с контактом к стоку второго транэисто- 10 ра, расположенного внутри области стока транзистора со встроенным каналом.

На чертеже изображен предлагаемый и олупроводниковый прибор.

Прибор содержит полупроводниковую 5 подложку 1, области истока 2, стока

3, канала 4, изолированный затвор 5 полевого транзистора со встроенным каналом; области истока 6, стока 7, канал

8 другого полевого транзистора, электро- о ды 9 — 11 к соответс.твующим областям.

Полупроводниковый прибор работает следующим образом.

Входное управляющее напряжение прик->5 ладывается плюсом к электроду 10 и минусом к электроду 9, а выходное напряжение питания — плюсом к электроду 11 и минусом к электроду 9. Вначале при напряжении нв электроде 10 вследствие того, что внутренний диаметр области стока 3, одновременно определяющий диаметр области канала 8, не превышает удвоенной ширины области пространственного заряда в подложке, т.е. область

35 канала 8 сомкнута и с увеличением выходного напряжения нв выходе ток не появляется, ток на выходе равен нулю.

При некотором положительном напряжении на электроде, смещающем р-п-пе40 реход стока 3 — подложка в прямом направлении, в результате сужения области. пространственного заряда этого р-п-перехода область канала 8 открывается и по нему течет выходной roz по цепи

45 электрод 11 — область стока 7 — область канала 8 — область истока 6 — электрод

9. В то же время, поскольку р-и-переход область стока 3 — подложка смещается в прямом направлении, то по цепи электрод 10 - область истока 2 - об50 ласть канала 4 - область стока 3 - область канала 8 - область стока 7, также течет ток. При этом величина напряжения, смещающего р-п-переход области стока 3 — подложка в прямом направлении, определяется напряжением, прикладываемым к электроду 10 области истока

2 и зависит от сопротивления канала 4, 3 4 которым область истока 2 соединена с областью стока 3.

При увеличении выходного напряжения, приклвдываемого к электродам 11 и 9, ток на выходе, протекающий от области истока 6 к области стока 7 через область канала 8, будет расти. Однако, вследствие того, что электрод 11 области стока 7 гальввнически связан с изолированным затвором 5, рост выходного тока при некотором значении напряжения на выходе замедляется и начинает падать.

Это объясняется тем,. что канал 4, сое» диняющий область стока 3 с областью истока 2, начинает обедняться под действием положительного напряжения на затворе, т.е. его сопротивление начинает расти и при некотором напряжении на выходе вообще звкроется. В свою очередь модуляция проводимости области канала вызывает уменьшение, в при некотором выходном напряжении сведение К нулю прямого напряжения на р-ипереходе область стока 3 — подложка„ а это вызывает расширение его области пространственного заряда, сужение и последующую отсечку канала 8. Так как в исходном состоянии при напряжении HB р-п-переходе, равном нулю, область канала сомкнута, выходной ток, начиная с некоторого напряжения нв выходе, начинает падать до своего нулевого значения и нв выходной вольтамперной характерис-; тике прибора появляется участок с отрицательной дифференциальной проводимостью.

При ступенчатом изменении входного управляющего напряжения на электроде

10 может быть получено семейство выходных вольтамперных характеристик прибора.

Поскольку все токи в приборе обусловлены переносом основных носителей заряда, то в отличие от аналогичных полупроводниковых приборов с отрицательной дифференциальной проводимостью процессы накопления и рассасыввния неосновных носителей заряда B предлагаемом приборе не происходят. Это позволяет исключить задержку при переключении прибора, вызванную„процессом рассасывания неосновных носителей заряда, в следовательно, уменьшить время переключения предлагаемого полупроводникового прибора с отрицательной дифференциальной проводимос тью.

Использование изобретения позволит получить полупроводниковые устройст ва с отрицательной дифференциальной

5 888493 6 проводимостью с >меныпим временем пе- со встроенным каналом выполнена B реключения, что обеспечит повышение форме кольца, внутренний .диаметр котобыстродействия переключающих и логи- рого не превышает удвоенной ширины о6ческих схем на их основе. ласти пространственного зарада в подложке, а нвд каналом этого транзистора сформирован изолированный затвор, гальваФ ормула изобретения нически связанный с контактом к стоку второго транзистора, расположенного

Полупроводниковый прибор с отрица- внутри области стока транзистора со тельной дифференциальной проводимостью, ð встроенным каналом. содержащий полупроводниковую подложку, Источники информации, в которой образованы полевые транзис- принятые во внимание цри эмспмртиэе торы, один из которых имеет застроенный 1. Патент США М 4032961, канал с областями стоков, истоков и ка кл. 357-57, опубпик. 1976. палов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, g 2. Авторское-свидетельство СССР что .с целью уменьшения времени пе- % 633395, кл. Н 01 Ь 27/04, 1978

В - - 1

3 реключения, область стока транзистора (прототип).

Составитель Т. Воронежцевв

Редактор М. Кузнецова Техред Л.Пекарь Корректор В. Бутяга

Заказ 10705/14 . Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР J по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4