SU650131A1 - Бипол рный свч-транзистор - Google Patents

Description

- дрен(|ювые скорости насы )2 щени .

На чертеже приведена конструкци  такого пленарного р-п-трх нзистора и прин ты следующие обозначени : 1 эмиттерна  область; 2 - базова  область; 3 - чередующиес  коллекторные слои с различными С ; 4 - низкоомна  нодложка; 5, 6, 7 - эмчттерный, базовый и коллектор}1ый электроды соответственно; 8 диэлектрическа  пленка.

Т(;оретический .анализ показал, что использование коллектора со слоистой структурой позвол ет значительно ослабить пролетные эффекты в коллекторной области, снижающие предельную частоту f . Как известно, неблагопри тное

действие пролетных эффектов св зано с уменьщением наведенного высокочастотного тока в цепи коллектора 3 при увеличении времени Г и угла0 и)1Г| пролета носителей зар да через объединенный слой коллекторного р-п-перехода. В известных конструкци х транзисторов, в которых коллектор выполнен из одного полупроводникового материала, наведенный ток 3ц пропорционален пролетному множителю

,

(1)

быстро уменьшающимс  от 1 до О при возрастании угла О от нул  noiSi , Если же объединенный слой коллектора занимает область, включающую п полупроводниковых слоев, различающихс  значени ми диэлектрической проницаемости С; то, как показывает теоретический анализ, зависимость наведенного в коллекторной цепи тока от углов пролета элект ронов в этих сло х О,- определ етс  множителем

M,(o),)J. fe . ) - rneVj V/T| - угол пролета носителей тока через спой полупроводника с диэлектрической проницаемостью j . Формула (2) вьгоедена дл  случа , когда электрическое поле в объединенной коллекторной области достаточно велико ( Ю кВ/см) дл  того, чтобы обеспечить насыщение скорости дрейфа носителей тока Vj Vjj.

При заданных рабочей частоте Ы , толщине L объединенной коллекторной области и интервале изменени  диэлектрической проницаемости Г . ,, ц :гС

mm 1(Пои 2

наибольшее значение множительМ принимает дл  многослойной структуры, сос .тавленной из чередующихс  слоев двух полупроводниковых материалов с диэлектрическими проницаемост ми С. и Си толщинами, обеспечивающими равенство углов пропета носителей тока через каждый слой, х) -02 5 . В этом случаеформула (2) дает

1- V;

n(,(z.fcos.o)V

a-.n.of

fY

(3)

Ч.(

-0 При

( nW|-|74f

(4)

Таким образом, в многослойном коллекторе с определенными толщинами слоев , соответствующими равным углам пролета , пролетный множитель оказы- Баетс  независ щим от числа и п слоев, т. е. от толщины объединенного сло  коллекторного р-п- 1ерехода. Величина пролетного множител  возрастает с увеличением разницы значений диэлектрических посто ннъге полупроводниковых слоев, приближа сь к М„ ViFf Р 1

Claims (2)

1. Полупроводниковые материалы, из которых формируётСй многослойный коллектор , могут различатьс  не диэлектрическими посто нными, а значени ми насыщенных скоростей дрейфа носителей зар да. Если, например, 2 oVi-C V,, то при равенстве углов пролета O. l) l) пролетный множитель определ етс  выражением /fV nrJlti -nW-I IU--) ( )si-,k)(5) или при х) « 2 АЛ„(Я). Ч, в ойцем случае V,V i 2 I / I (-0 coik))+. (|H)Smk,)f M t Примером полупроводниковых материалов из которых может быть изготовлен пред лагаемый многослойный коллектор, могу служить арсенид галли  и твердый раствор арсенида галли  и арсенида алюмини В первом насыщенна  скорость электронов составл ет около (О,8-1):10 .см/с во втором (при содержании арсенида гал ли  около 60%) - около О,3-1О см/се Значени  диэлектрической посто нной в обоих материалах примерно равны. Параметры кристаллической решетки обоих материалов близки друг к другу, поэтом на границах слоев при их эпитаксиальном выращивании дефекты структуры н возникают. Таким образом, использование многослойного коллектора, составленного из нескольких слоев полупроводниковых материалов , различающихс  значени ми диэлектрической посто  чой или насыщенной скорости дрейфа носителей зар да или в общем случае значени ми отношени  насы ценной скорости дрейфа носителей зар да к диэлектрической проницаемости материала, позвол ет значительно увеличить толщину сло  объемного зар да, не уменьша  величину наведенного тока, а следовательно, и усилени  транзистора по току. Зто дает возможность существенно снизить удельную емкость коллекторного перехода С| , а следовательно , увеличить предельную час- i тоту t, (вследствие уменьшени  времени задержкиТ| Э PdCj , S- сопротивление базы), максимальную частоту усилени  по мощности rtTa /fc коэффициент усилени  по мощности К Е месте с тем увеличение толщшп, коллектор )юго сло  объемного зар да гюпышает пробивное напр жение коллектора, следовательно, и максимальную полезную мощность транз1 стора. Отдельные слои, составл ющие коллекторную область, могут иметь как одинаковый тип проводимости (например, п-тип в п-р-п-транзисторе), так и различные типы проводимости (п- или р) при услоВИИ , что коллекторный слой, примыкающий к базовому слою, имеет противоположный последнему тип проводимости. Концентраци  примеси во всех сло х коллектора должна быть не слишком высокой, чтоб: при рабочем потенциале коллектора обедненна  область захватьтала все слои коллекторного перехода. Формула изобретени  Бипол рный СВЧ-т-ранзистор, содержащий области эмиттера, базы и коллектора с металлическими электродами и объединенный слой коллекторного перехода, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  предельной частоты усилени  по току, максимальной частоты усилени  по мощности и уменьшени  удельной емкости коллектора, объединенный слой коллекторного перехода выполнен из четного числа слоев двух полупроводниковых материалов, расположенных в чередующейс  последовательности, причету отношение дрейфовой скорости насыщени  носителей зар да к диэлектрической проницаемости в них удовлетвор ет соотношению у / / v, / /t, VCi, где e-.fr, - диэлектрические проницае- мости слоев; Vj jV. - скорости насыщени  носителей зар да. Источники информации, прин тые во нимание при экспертизе 1.Патент США 3826956, л. 148-33.2, 1976.
2. 2.Волцит В. В. и др. Малошум щие ВЧ- и СВЧ-транзисторы. Полупроводиковые приборы и их применение , 1971 ып. 25.