Светотранзистор


 


Владельцы патента RU 2487436:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к электронным компонентам микросхем. В отличие от обычного биполярного транзистора, согласно изобретению, один p-n-переход транзистора сформирован в виде светоизлучающего. Для р-n-р-транзистора излучающим переходом является переход база-эмиттер, а для n-p-n-транзистора - база-коллектор. Если электрон перемещается через переход с потерей энергии, то эта энергия выделяется в виде тепла или излучения, а если с приобретением энергии, то теплота поглощается на этом переходе. Использование представленного устройства позволит уменьшить тепловыделения биполярных транзисторов, повысить эффективность теплопередачи, уменьшить габариты теплоотвода и тем самым увеличить интенсивность работы систем охлаждения. 1 ил.

 

Известен способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения [1], в котором используются светодиодные излучатели, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев термомодуля в виде электрического тока в энергию излучения.

Цель изобретения - уменьшение тепловыделений биполярных транзисторов.

Это достигается тем, что в отличие от обычного биполярного транзистора один p-n-переход сформирован в виде светоизлучающего. Для p-n-p-транзистора излучающим переходом является база-эмиттер, для n-p-n-транзистора - база-коллектор. Если электрон перемещается через переход с потерей энергии, то эта энергия выделяется в виде тепла или излучения, а если с приобретением энергии, то теплота поглощается на этом переходе. В обычных транзисторах количество выделяемого тепла превышает количество поглощаемого, поэтому в процессе работы транзисторы нагреваются и чем больше ток, тем больше нагрев. В светоизлучающем переходе можно подобрать ток таким образом, что джоулевые тепловыделения оказываются меньше термоэффекта и часть энергии превратится в излучение. В этом случае в транзисторе вместо выделения тепла в переходе часть энергии будет превращена в излучение и уйдет в окружающую среду, а второй переход транзистора поглотит такое количество тепла, что общая температура транзистора станет меньше и вместо нагрева транзистор будет охлажден. Это особенно важно для интегральных схем с высокой степенью интеграции, так как позволяет разместить большее число компонентов на единицу площади. Кроме того, дополнительным преимуществом является полное отсутствие тепловых пробоев. Уменьшение тепловых выделений позволяет исключить вероятность теплового пробоя транзистора. Таким образом, система охлаждения транзистора оказывается неотъемлемой составной частью самого транзистора, причем отвод тепла происходит практически безынерционно со скоростью света. Оптические свойства транзистора позволяют интегрировать его в оптронные схемы. Недостатком транзистора являются ограниченные режимы оптимальных токов. Однако это практически не мешает использовать его в дискретных схемах для цифровой электроники.

На фиг.1 изображены биполярные транзисторы с p-n-p- и n-p-n-структурами. Для p-n-p-транзистора излучающим переходом является переход база-эмиттер, для n-p-n-транзистора - база-коллектор.

В качестве материалов для изготовления светотранзистора могут быть использованы любые материалы, традиционно используемые при изготовлении светодиодов, а именно фосфид галлия (GaP), нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC).

Разработанный светотранзистор является логическим продолжением развития светодиодных компонентов и имеет широкие перспективы для применения в сверхбольших интегральных схемах.

Литература

1. Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения: пат. РФ 2405230 МПК G06F 1/20 / Исмаилов ТА., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина ТА.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет». - №2009120686/09; заявл. 01.06.2009, опубл. 27.11.2010, Бюл. №33.

Светотранзистор, выполненный в виде биполярного транзистора с р-n-р или n-p-n-структурой, отличающийся тем, что p-n-переход, переход, на котором электроны из р зоны переходят в n зону, сформирован в виде светоизлучающего.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть применено в конструкциях мощных полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть применено в конструкциях мощных полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к области мощных высоковольтных приборов и может быть использовано для создания элементной базы преобразовательных устройств. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть применено в конструкциях мощных СВЧ-полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть применено в конструкциях мощных СВЧ полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть применено в конструкциях мощных СВЧ полупроводниковых приборов. .

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора. .

Изобретение относится к области термоэлектрического преобразования энергии и может быть использовано для терморегуляции и измерения температуры различных объектов.

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компьютерного процессора. Технический результат - получение сверхнизких температур в процессе охлаждения и теплоотвода. Это достигается тем, что применяются светоизлучающие термомодули. Светоизлучающий термомодуль позволяет уменьшить паразитный кондуктивный перенос со стороны горячего спая, который нагревается гораздо меньше за счет того, что часть энергии уходит в виде излучения, а не преобразуется в тепло на горячем спае. Уменьшение кондукции между горячими и холодными спаями позволяет выполнять р-n-переходы и сами спаи в виде тонких пленок. Конструкция термоэлектрического устройства представляет собой каскадный (многослойный) термомодуль, состоящий из термомодулей, в которых в качестве полупроводниковых ветвей р-типа 4 и n-типа 5 выбраны такие материалы, что протекающий ток на одном из спаев 2 будет формировать излучение, а не нагрев, как в обычном термомодуле, причем в другом спае 3 будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье. Каскады разделены электроизолирующими слоями 1 с высокой прозрачностью и теплопроводностью. Питание осуществляется постоянным током от источника 6. 1 ил.

Изобретение относится к электронным компонентам микросхем. Светотранзистор с высоким быстродействием, выполненный в виде биполярного транзистора с p-n-p или n-p-n-структурой, согласно изобретению в нем p-n-переход, на котором электроны переходят из p зоны в n зону, сформирован в виде светоизлучающего, а n-p-переход, на котором электроны переходят из n зоны в p зону - в виде фотопоглощающего, при этом они образуют интегральную оптопару внутри самого транзистора. Изобретение обеспечивает повышение быстродействия биполярных транзисторов в импульсном режиме работы. 1 ил.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к области создания охлаждающих элементов. Технический результат: повышение к.п.д. Сущность: в качестве материала для термоэлемента используют полимерный материал - полианилин, допированный различными химическими добавками. Изготовление полимерного материала с p- и n-проводимостью осуществляют путем процесса электрополимеризации из водного раствора анилина и соляной кислоты с химическими добавками. 1 ил.

Изобретение относится к области электроники и предназначено для отвода тепла от ИС, СБИС, силовых модулей, блоков радиоэлектронной аппаратуры и т.п. Технический результат - повышение теплоотвода от кристалла к корпусу; упрощение технологии сборки с использованием теплоотводов на основе эффекта Пельтье. Достигается тем, что в устройстве охлаждения ИС, основанном на использовании эффекта Пельтье, на ИС в керамическом корпусе наклеивается алюминиевый теплорассекатель, а на него охлаждающий полупроводниковый блок, использующий эффект Пельтье. При этом основание корпуса ИС является одновременно верхним теплопереходом охлаждающего полупроводникового блока, при этом пайка кристаллов к подложке, подложки с основанием корпуса (верхним теплопереходом ТЭМ), верхнего теплоперехода с одной поверхностью полупроводниковых ветвей p- и n-типа происходит при температуре на 20-25°C ниже температуры пайки другой поверхности полупроводниковых ветвей к нижнему теплопереходу, причем полупроводниковые ветви размещены между теплопереходами таким образом, что все горячие поверхности контактируют с одним теплопереходом, а все холодные - с противоположным и с помощью металлизации соединены в единую электрическую цепь, которая подключена к источнику питания, для контроля температуры корпуса ИС к нему крепится термопара, а для стабилизации температуры (нагрева или охлаждения) термопара соединена с блоком переключения полярности источника питания. 7 ил.

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компонентов электронной аппаратуры. Технический результат - повышение энергоэффективности системы охлаждения. Устройство содержит светоизлучающий термомодуль с линейным расположением p-n-переходов, обеспечивающий получение холода и светового излучения, и солнечные батареи, преобразующие энергию излучения в электрическую энергию. В качестве полупроводниковых ветвей p-типа и n-типа термомодуля выбраны такие материалы, что протекающий ток на одном из спаев будет формировать излучение, а в другом спае будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье. Солнечные батареи с зеркальными электродами состоят из p-слоя и n-слоя и расположены параллельно по обе стороны от термомодуля. 1 ил.

Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода от тепловыделяющих электронных компонентов. В способе отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов использовано термоэлектрическое устройство, состоящее из термомодуля, примыкающего холодными спаями к электронному компоненту, а горячие спаи термомодуля представляют собой туннельные диоды, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока в электромагнитную энергию, отводящую тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду. Использование представленного способа отвода тепла позволит повысить эффективность теплопередачи и уменьшить габариты теплоотвода, а также тем самым увеличить интенсивность работы систем охлаждения. 1 ил.

Использование: для изготовления БСИТ-транзистора с охранными кольцами. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют формирование в полупроводниковой подложке на эпитаксиальном обедненном слое первый тип проводимости, формирование защитного фоторезистивного слоя, формирование карманов первого типа проводимости, формирование области затвора, формирование охранной области, формирование области затвора в уже сформированной охранной области, формирование затворной области диффундированием реагента первого типа проводимости, формирование окон второго типа проводимости, формирование истоковой области, нанесение третьего слоя фоторезиста, формирование омических контактов к истоковой области, особое напыление нескольких слоев металлов на обратную сторону пластины, а также другие операции способа, позволяющие изготовить БСИТ-транзистор с охранными кольцами. Технический результат: получены БСИТ-транзисторы с повышенным значением пробивного напряжения. 1 ил.
Наверх