Фотонно-инжекционный тиристор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 L 29/74

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4819900/25 (22) 26.04.90 (46) 23.03.93, Бюл. М 11 (71) Научно-исследовательский институт

"Волга" (72) К.Ю.Кижаев, С.В.Львов и А.Ф.Пашков (73) Научно-исследовательский институт

"Волга" (56) Корольков В.И., Рахимов Н. Диоды, транзисторы и тиристоры на основе гетероструктур. — Та ш кент: "ФАН" Узб, С СР, 1986, с 112 — 114.

Корольков В.И„Рахимов Н. Диоды, . транзисторы и тиристоры на основе гетероструктур. — Ташкент; "ФАН" Узб. ССР, 1986, с. t 14 — 117, (54) ФОТОННО-ИНЖЕКЦИОННЫЙ ТИРИСТОР

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано, например, в полупроводниковых инжекционных лазерах, имеющих генератор накачки релаксационного типа, Целью изобретения является расширение области использования фотонно-инжекционного тиристора, На фиг,1 схематически изображен фотонно-инжекционный тиристор, в составе которого один оптотранзистор; на фиг;2— фотонно-инжекционный тиристор, в составе которого два оптотранзистора, Фотонно-инжекционный тиристор — источник лазерного излучения с одним оптотранзистором (фиг,1) представляет собой р -n -р -P-Р-N-n структуру, где на подлож+ О p +

„„Я2,„1804667 АЗ (57) Применение: квантовая электроника, и может быть использовано в полупроводниковых инжекционных лазерах, имеющих генератор накачки релаксационного типа.

Сущность изобретения: фотонно-инжекционный тиристор содержит резонатор, включающий два зеркала, сформированных на двух взаимно параллельных гранях гетероструктуры, причем величина порогового тока генерации излучения У»р удовлетворяет

0пе условию Упор <, где Опер — напряжение переключения тиристора, R — сопротивление контура, включающего сопротивления открытого тиристора. Оптический резонатор позволяет ввести положительную обратную связь в активную область светодиода, где после включения тиристора создаются условия для генерации лазерного излучения. 2 ил. ке 1, например, из р -GaAs, эпитаксиальными методами сформированы слои п -GaAs— о

2, р -GaAs — 3, P-Alp,35Gàp,65A s — 4, P0

AloosGap,9БАз (активная часть) — 5, NAIo,зБбао,ззАз — 6, п GàÀs — 7, Электроды тиристора имеют металлические контакты катода 8, анода 9, управляющего электрода

10. Слой окисла l1, например StOz, защищает р-и переходы, выходящие на торцевые поверхности кристалла тиристора.

Подложка 1 и слои 2 — 4 образуют р-n-p транзистор, слои 2 — 7 образуют п-р-и оптотранзистор, а слои 4 — 6- светодиод на основе двойной гетероструктуры, являющейся источником света в этом оптотранзисторе. Оп-. тический резонатор типа Фабри-Перо, образованный передним 12 и задним 13

1804667

< 0 пер пор

11 зеркалами обеспечивает положительную обратную связь в активной (слой 5) области светодиода.

Фотонно-инжекционный тиристор — источник лазерного излучения с двумя оптотранзисторами (фиг.2) представляет собой р -P-P-М-и -р -Р-P-N-и -структуру, где на

+ о о + подложке 1, например из р -баАз эпитаксиальным методом сформированы слои: PAlo,ssGao,з5Аз — 4. P-AIo,osGao,зо5Аз — 5, 10

N-Alo,ç5Gàî,озАз — 6, n -GaAs — 2, р -GaAs -3, P-A1o,з5бао,65Аз — 4 P-Alo,озбао.з5Аз — 5, NA!о,з56ао,ззАз — 6, и -GaAs — 7.

Электроды тиристора имеют металлические контакты: катода — 8, анода — 9, управляющего электрода — 10. Слой окисла 11 осуществляет защиту р-ппереходов,,выходящих на торцевые поверхности кристалла тиристора.

Подложка 1 и слои 4,5,6,2,3,4,5 образу- 20 ют р-.п-р оптотранзистор. Слои 6,2,3,4,5,6,7 образуют и-р-и оптотранэистор. Слои 4,5,6 образуют светодиоды на основе двойной гетероструктуры, которые являются источниками света в этих оптотранэисторах. Оба 25 светодиода, включенные в прямом направлении, выполняют роль эмиттерных переходов тиристора, поставляя неосновные носители заряда к его коллекторному переходу. Положительная обратная связь между 30 оптотранзисторами обеспечивается за счет оптического взаимодействия между эмиттерными и коллекторным переходами. Вывод лазерного излучения в обеих. конструкциях тиристора осуществляется 35 обычным образом через зеркала 12 и 13 оптического резонатора. Таким образом, введение положительной обратной связи в активной области светодиода превращает фотонно-инжекционный тиристор в источник лазерного излучения, Использование предлагаемого тиристора позволяет упростить конструкцию разрядного контура; исключив лазерный диод, вдвое уменьшить длительность заднего фронта импульса тока накачки, пропорциональную сопротивлению элементов контура, облегчить тепловой режим работы тиристора в два рэза и тем самым расширить область его применения, Формула изобретения

Фотонно-инжекционный тиристор на основе многослойной гетероструктуры, содержащий оптотранэисторы, эмиттерные переходы которых являются светодиодами, отличающийся тем, что,.с целью расширения области использования за счет генерации лазерного излучения, он дополнительно содержит оптический резонатор, включающий два зеркала, сформированных на двух взаимно параллельных гранях гетероструктуры, перпендикулярных ее слоям, при этом параметры светодиода и резонатора выбраны из условия: где Inop — величина порогового тока генерации излучения, Unep — напряжение переключения тиристора, R — сопротивление контура, включаю-. щее сопротивление открытого (включенного) тиристора.

1804667

Составитель С.Львов

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор С.Юско

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1080 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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