Патент ссср 245922
: араб ю и м 1 з и т .. т и I> (&p „A. опйсА ни е изоьеитения
Союз Соввтскиа
Социалистическиа
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 22ЛЧ.1968 (№ 1234521/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 11.VI.1969. Бюллетень № 20
Дата опубликования описания 11.XII.1969
Кл. 2lg, 11/02
МПК Н 01l
УДК 621.382,2(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
В. М, Вальд-Перлов, И. М. Мартиросов и А. С. Тагер
Заявитель
ЛАВИННО-ПРОЛЕТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ДИОД
Изобретение относится к лавинно-пролетным полупроводниковым диодам, применяемым для генерации и усиления сигналов сверхвысоких частот.
Известны лавинно-пролетные диоды, в которых рабочее пространство — слой умножения и пролетные участки образованы в одном и том же полупроводниковом материале, Недостаток таких диодов состоит в том, что при использовании их в качестве генераторов СВЧ сигналов максимальное значение электронного коэффициента полезного действия ограничивается сравнительно небольшими значениями (30 — 40%). Причина этого состоит в следующем: электронный к. п. д. лавинно-пролетных диодов определяется отношением максимального значения переменного напряжения в пролетных участках U к постоянному напряжению смещения Up. Напряжение U равно переменному напряжению на всем запорном слое U за вычетом падения напряжения в слое умножения Up, Максимальная амплитуда полного высококачественного напряжения
U ограничена условием прокола и существенно меньше постоянного смещения Up.
Таким образом, в существующих лавиннопролетных диодах требования максимального увеличения отношения U/Up и максимального увеличения отношения U /U противоречивы, что препятствует увеличению к. п. д. генераторов на лавинно-пролетных диодах.
Цель изобретения состоит в значительном увеличении максимального электронного к. п. д. генераторов на лавинно-пролетных диодах путем изменения полупроводниковой структуры этих диодов.
Для реализации этой цели предлагается конструкция лавинно-пролетного диода, составленного из различных полупроводниковых и диэлектрических материалов, отличающихся значениями ширины запрещенной зоны таким образом, что запорный слой располагается частично в полупроводнике (диэлектрике) с узкой запрещенной зоной и низкой пробивной напряженностью электрического поля, а частично в полупроводнике (диэлектрике) с широкой запрещенной зоной и высокой пробивной напряженностью электрического поля. В
20 этом случае даже при однородном распределении напряженности электрического поля по толщине запорного слоя можно в широких пределах варьировать отношение ширины слоя умножения и ширины пролетного пространст2> ва и следовательно отношение U /U. В частности, в структуре с однородным полем можно сделать слой умножения очень тонким по сравнению с шириной запорного слоя, если на диэлектрик или на полупроводник с широкой
3о запрещенной зоной нанестп достаточно тонкий
245922 слой полупроводника с узкой запрещенной зоной. Это позволит сделать такие лавиннопролетные диоды, в которых амплитуда переменного напряжения на пролетных участках
U будет близка к амплитуде полного пере- 5 менного напряжения U, а последнее — к постоянному смещению U<, что обеспечит увеличение максимального электронного к. п.д. генераторов с такими диодами до 70 — 73%.
Одним из возможных вариантов предлагаемой конструкции может служить лавинно-пролетный диод с двухслойной структурой, состоящей из пластинки германия, выращенного на ней тонкого эпитаксиального слоя арсенида 15 галлия и двух омических металлических контактов. В таком диоде с (р+ — 1) о, — (in+) c 0,95, а электронное к. п, д, генератора составит около 70 /в. Предмет изобретения 1. Лавинно-пролетный полупроводниковый диод с запорным слоем, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. генератора СВЧ, полупроводниковая структура содержит, по крайней мере, два полупроводника (или диэлектрика) с различными значениями ширины запрещенной зоны и с расположенным в них запорным слоем. 2. Диод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью приближения амплитуды переменного напряжения на пролетных участках к амплитуде полного переменного напряжения, а последней — к постоянному напряжению смещения, толщина полупроводника (или диэлектрика) с узкой запрещенной зоной выбирается малой по сравнению с общей шириной запорного слоя. Редактор H. С. Коган Текред А. А. Камышиикова Корректор Т. А. Абрамова Заказ 322277 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров C(. ÑÐ Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2
