Светотранзистор с высоким быстродействием

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 электронным компонентам микросхем.

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, отводящего тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду.

Цель изобретения - повышение быстродействия биполярных транзисторов в импульсном режиме работы.

Это достигается тем, что в отличие от обычного биполярного транзистора p-n - и n-p-переходы сформированы соответственно в виде светоизлучающего и фотопоглощающего и образуют интегральную оптопару внутри самого транзистора. Быстродействие обычных биполярных транзисторов зависит от дрейфовой скорости в полупроводнике базы транзистора, которая составляет приблизительно десятые доли миллиметра в секунду. В случае, если импульс передается от эммитера через базу на коллектор в виде светового импульса, а не в перемещении зарядов через базу, быстродействие возрастет многократно, так как скорость света 3·108 м/с больше чем скорость перемещения зарядов в полупроводнике базы транзистора в 3·1013 раз. Кроме того, световой импульс может быть использован для непосредственного воздействия на базу транзистора следующего каскада, что также позволит повысить быстродействие уже всей схемы в целом.

На фиг.1 изображены биполярные транзисторы с p-n-p - и n-p-n-структурами.

Светоизлучающим переходом в биполярном транзисторе является тот переход, на котором электроны переходят из p зоны в n зону и теряют энергию. Фотопоглощающим является переход, на котором электроны переходят из n зоны в p зону, приобретая извне дополнительную энергию от излучения, как в обычном фототранзисторе. Конструктивно оптопара выполняется в виде направленных друг на друга светоизлучающего и фотопоглощающего переходов.

В качестве материалов светотранзистора с высоким быстродействием могут быть использованы любые материалы, традиционно используемые при изготовлении светодиодов а именно фосфид галлия (GaP), нитрид галлия (GaN), карбид кремния (SiC). Конструктивно к обычному корпусу светодиода добавляется еще один полупроводниковый переход с высокой фоточувствительностью. Причем в качестве материалов этого перехода могут быть использованы материалы, применяемые традиционно при изготовлении фотодиодов и фототранзисторов (германий Ge, кремний Si и др.).

Литература

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

Светотранзистор с высоким быстродействием, выполненный в виде биполярного транзистора с p-n-p или n-p-n-структурой, отличающийся тем, что 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, и образуют интегральную оптопару внутри самого транзистора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к микроэлектронике. .

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике и наноэлектронике и может быть использовано при создании интегральных схем с элементами нанометровых размеров.

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. .

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и позволяет увеличить коэффициент усиления по мощности мощной высокочастотной транзисторной структуры (ТС), в соединении эмиттерных областей (ЭО) которой с конденсатором входной согласующей цепи, сформированным на поверхности той же полупроводниковой подложки, реализованы различные стабилизирующие сопротивления (СС).

Изобретение относится к полупроводниковой электронике и позволяет увеличить коэффициент усиления по мощности ВЧ и СВЧ транзистора, в котором на противоположных сторонах одной из обкладок конденсатора внутреннего входного согласующего LC-звена располагаются контакты проводников (КП), соединяющих обкладку с эмиттерным выводом корпуса, и КП, соединяющих ее с эмиттерными областями транзисторных ячеек (ТЯ), причем некоторые из последних КП располагаются на металлизированных полосках (МП), ограниченных краем обкладки и перпендикулярными ему выемками.

Изобретение относится к полупроводниковой электронике. .

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и приборам радиотехники и может быть использовано для смешивания сигналов в радиотехнической и радиоизмерительной аппаратуре и в микроэлектромеханических системах.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и приборам радиотехники и может быть использовано для смешивания сигналов в радиотехнической и радиоизмерительной аппаратуре и в микроэлектромеханических системах.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и приборам радиотехники и может быть использовано для смешивания сигналов в радиотехнической и радиоизмерительной аппаратуре, и в микроэлектромеханических системах.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и приборам радиотехники и может быть использовано для смешивания сигналов в радиотехнической и радиоизмерительной аппаратуре и в микроэлектромеханических системах.

Изобретение относится к системам охлаждения и теплоотвода, например к устройствам для охлаждения компьютерного процессора. Технический результат - получение сверхнизких температур в процессе охлаждения и теплоотвода.

Изобретение относится к электронным компонентам микросхем. .

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 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.

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники. Биполярный транзистор СВЧ на основе гетероэпитаксиальных структур включает последовательно размещенные на подложке из монокристаллического кремния р-типа проводимости буферный слой из A1N, слой из поликристаллического алмаза, имеющий толщину, по меньшей мере, равную 0,1 мкм, нелегированный буферный слой из GaN, субколлекторный слой из GaN n+типа проводимости, коллектор из GaN n-типа проводимости, базу из твердого раствора AlуGa1-уN, промежуточный слой из AlуGa1-уN р+типа проводимости, эмиттер, включающий AlxGa1-xN n-типа проводимости, контактные слои, омические контакты и слои изолирующего диэлектрического покрытия из поликристаллического алмаза. Кроме того, составы слоев из AlxGa1-xN и AlуGa1-уN выполнены различающимися и с неодинаковой концентрацией легирующей примеси. Изобретение позволяет повысить выходную СВЧ-мощность, уменьшить значения емкости эмиттера, сопротивления базы, емкости коллектор-база, граничных состояний гетеропереходов и обеспечивает повышенные значения эффективности эмиттера, предельной частоты, а также обеспечивает эффективный отвод тепла от активной области транзистора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх