Fizične zasede mikroelektronike. Fizične osnove mikroelektronike Fizične osnove mikroelektronike

Ministrstvo za izobraževanje Ruske federacije

Orjolska državna tehnična univerza

Oddelek za fiziko IZVLEČEK

na temo: "Gunnov učinek in njegov vikor v diodah, ki delujejo v generatorskem načinu."

Disciplina: "Fizikalne osnove mikroelektronike"

Dijaška skupina Vikonav 3.–4
Senatorov D.G.

Kerivnyk:

Orel. 2000

Gunnov učinek je tudi posledica diod, ki delujejo v generatorskem načinu.

Za povečanje generiranja vibracij v nizkofrekvenčnem območju je mogoče odpraviti nepravilno usedanje fluidnosti elektronov kot funkcijo električne poljske jakosti v nekaterih povezavah prevodnikov, zlasti v galijevem arzenidu. V tem primeru imajo glavno vlogo procesi, kot so tisti pri spoju prevodnikov, in ne tisti pri p-n spoju. Generiranje nizkofrekvenčnih valov v homogenih delcih GaAs tipa n pri stacionarni električni poljski jakosti nad mejno vrednostjo je prvi odkril J. Gunn leta 1963. (zato jih običajno imenujemo Gannove diode). V sodobni literaturi jih imenujemo tudi naprave z volumetrično nestabilnostjo in medlinijskim prenosom elektronov, kot posledica aktivne moči diod za prenos elektronov iz “centralne” energije in dolin v “psici”, kjer se zanje je značilna visoka efektivna masa in majhna drobljivost. V tuji literaturi je ostalo ime predlagano z izrazom TED (Transferred Electron Device).

V šibkem polju je pretok elektronov velik in doseže 6000-8500 cm 2 /(Nd). Ko je poljska jakost večja od 3,5 kV/cm na del elektronov, ki se gibljejo v dolino "soda", se povprečna driftna fluidnost elektronov spremeni s povečanjem polja. Najvišja vrednost modula diferencialne krhkosti na padajočem trendu, približno trikrat nižja, manjša krhkost v šibkih poljih. Ko je poljska jakost višja od 15–20 kV/cm, lahko povprečna hitrost elektronov leži nad poljem in se približa 10 7 div/s, kar ni več nastavljeno , karakteristiko fluidnega polja pa je mogoče približno aproksimirati, kot je prikazano na sliki 1. Ura vzpostavitve negativne diferencialne prevodnosti (NDC) je vsota ur segrevanja elektronskega plina v "centralni" dolini (~10 -12 s za GaAs), ki je določena z enakomerno uro relaksacije v energiji. in ura prehoda med dolinami (~5-10 - 14 s).

Možno bi bilo zaznati prisotnost padajočega dela karakteristike v območju NDC z enakomerno porazdelitvijo električnega polja enakomerno dopirane GaAs naprave, kar bi povzročilo pojav padajočega dela na tokovno-napetostnih karakteristikah diode , fragmenti Vrednost konvekcijskega toka skozi diodo je prikazana na naslednji način; - Območje je posekano; -Dovzhina srečanje med stiki. Na tej stopnji je za diodo značilna negativna aktivna prevodnost in jo je mogoče uporabiti za ustvarjanje in intenziviranje trkov, podobno kot tunelska dioda. Vendar pa je v praksi ustvarjanje takega režima v materialu prevodnika z NDC težavno zaradi nestabilnosti polja in volumskega naboja. Kot je prikazano v § 8.1, nihanje prostorninskega naboja v tem primeru vodi do povečanja prostorninskega naboja v skladu z zakonom

,

de - zvezna dielektrična relaksacija; -Koncentracija elektronov na izhodu n-GaAs. Istočasno, dokler ni uporabljena konstantna napetost Lokalni premik koncentracije elektronov vodi do pojava negativno nabite krogle (slika 2), ki se premika od katode do anode.



Slika 1. Obseg hitrosti odnašanja elektronov kot funkcije električne poljske jakosti za GaAs je bil približno ocenjen.

Slika 2. Preden razložimo postopek oblikovanja krogle, kopičenje homogeno dopiranega GaAs.


Pod katodo je kontakt do točke, kjer se uporabi negativni potencial. Njihova notranja električna polja so pod vplivom in se prekrivajo s stacionarnim poljem, kar poveča jakost polja desno v krogli in jih spremeni (slika 2, a). Pretočnost elektronske desničarske krogle se spremeni, levičarske pa poveča. To je za nadaljnje povečanje kopičenja žoge, ki se zruši, in dokler se polje jasno ne spremeni v žogo (slika 2, b). Če kroglica volumskega naboja nukleira na katodi, delci v bližini katodnega kontakta ohma tvorijo območje z visoko koncentracijo elektronov in nizko električno poljsko jakostjo. Nihanja, ki se pojavijo v bližini anodnega kontakta, posledično se tok elektronov na anodo ne premakne naprej.

Vendar pa je takšna delitev električnega polja nestabilna in se lahko zaradi navidezne heterogenosti v pojavu koncentracije, nestabilnosti in temperature spremeni v tako imenovano domeno močnega polja. Moč električnega polja je povezana s koncentracijo elektronov v Poissonovih enačbah, saj je za univariatni izpad videti kot

(1)

Premik električnega polja v delu superprevodnega stekla se pojavi na vmesniku med delom volumetričnega naboja, negativno stranjo katode in pozitivno anodo (slika 3, a). V tem primeru fluidnost elektronov na sredini grafa pade točno na sl. 1. Elektroni na strani katode ustvarjajo elektrone na sredini celotnega odseka, kar poveča negativni naboj in ustvari kroglo, bogato z elektroni. Elektroni na strani anode se bodo premaknili naprej, za tem pa raste pozitivni naboj in nastane kroglica, v kateri. Posledica tega je nadaljnje povečanje polja v območju nihanja zaradi povečanja naboja na anodi in povečanja obsega dipolnega področja volumskega naboja. Če se napetost, uporabljena pred diodo, ohranja konstantna, se s povečanjem dipolne domene spremeni polje za njim (slika 3, b). Povečanje polja v domeni se doda, če je njegova likvidnost enaka likvidnosti elektronov v domeni. Očitno . Moč električnega polja v domeni (sl. 3, c) bo nižja od mejne napetosti, kar onemogoča prehod elektronov na velike razdalje v domeni in ustvarjanje druge domene, da doseže predhodno oblikovano na anodi. Po enournem ustvarjanju stabilne domene močnega polja postane tok od katode do anode skozi diodo nespremenjen.


Slika 3. Pred razlago postopka oblikovanja dipolne domene.

Ko je domena prisotna na anodi, se poljska jakost na vozlišču dvigne in ko doseže svojo vrednost, se začne ustvarjanje nove domene. Na tej točki strum doseže največjo vrednost, ki je višja od prejšnje (slika 4, c)

(2)

Ta način delovanja Gannove diode se imenuje način delovanja. V načinu delovanja tečejo tokovi skozi diodo z impulzi, ki so usklajeni s periodo . Dioda ustvarja nizkofrekvenčni impulz pri tekoči frekvenci , kar je označeno predvsem z dozhzhko vzorca in šibko leži v prisotnosti prednosti (enako zvonjenje je opazil Gunn med spremljanjem vzorcev GaAs in InP).

Elektronske procese v Gannovi diodi je verjetno mogoče obravnavati iz ravnotežja Poissonovih enačb, kontinuitete in polne jakosti toka, kar lahko vodi do naslednjega videza za enodimenzionalni rezultat:

; (3)

. (4)


Slika 4. Enakovredno vezje generatorja z uporabo Gunnove diode (a) in časovno odvisne napetosti (b) ter toka skozi Gunnovo diodo v načinu delovanja (c) in v načinih z zakasnitvijo (d) in v domeni gašenja ( e).

Mitteva napetost na diodi. Zgornji tok se zaradi koordinat in funkcije ure ne poleže. Pogosto velja, da je difuzijski koeficient neodvisen od električnega polja.

Pomembno je upoštevati parametre diode (stopnjo in profil materiala, do mejne vrednosti temperature in nad njo), kot tudi napetost in moč Gunnove diode kot generatorja in napajanja za nizkofrekvenčno območje, morda obdelava v različnih načinih: plavž, izmenjalni akumulacijski volumetrični naboj (ONOZ, v tuji literaturi LSA-Limited Space Charge Accumulation), hibridni, vsebujoči volumetrični naboj, ki teče, negativna prevodnost.

Načini delovanja domene.

Za domenske načine Gunnove diode je značilna prisotnost dipolne domene, ki je bila oblikovana v pomembnem delu nihajne dobe. Značilnosti stacionarne dipolne domene so jasno obravnavane v [?], kjer je prikazano, da je iz (1), (3) in (4) jasno, da sta fluidnost domene in največja poljska jakost nadalje povezani s pravilom enake površine

. (5)

Podobni kot (5) so ravni, osenčeni na sliki 5 in obdani s črtami. Kot je razvidno iz slike, največja poljska jakost v domeni znatno presega poljsko jakost domene in lahko doseže več deset kV/cm.


Slika 5. Vrednost parametrov za dipolno domeno.

Slika 5 b prikazuje nivo napetosti v domeni od jakosti električnega polja za njim, domena de-domene (slika 3, c). Na istem mestu je bil pri nastavitvi napetosti ustvarjen "direktni kontakt" za napajanje napetosti, da se zagotovi konstantna napetost na diodi. Križna točka A označuje napetost v domeni in poljsko jakost za njo. Materini sled je, da se pod stalnim stresom pokvari domena Vendar pa se to lahko zgodi tudi, če se v procesu premikanja domene na anodo napetost na diodi spremeni v vrednost (črtkana črta na sliki 5, b). Če dodatno zmanjšate napetost na diodi, tako da je na domeni manj napetosti, bo domena, ki je vključena, razrešena. Ekstinkcijska napetost ustreza navoru "neposrednega prečka" na črto na sliki 5, b.

Tako je napetost, prisotna v domeni, manjša od mejne napetosti, ki jo ustvari domena. Kot je razvidno iz slike 5, se zaradi ostrega nivoja presežne napetosti na domeni v obliki poljske jakosti v domeni polje v domeni in fluidnost v domeni malo spremenita pri spreminjanju napetosti na diodi . Nadzemna napetost je prisotna v domeni. Že pri Likvidnost domene se nekoliko razlikuje od likvidnosti nasičenosti in se lahko približno poveča, zato je tekalna frekvenca kot značilnost diode določena z:

(6)

Domena mora ostati pri koncentraciji donorske hiše, kot tudi napetost na diodi, in postati 5–10 µm. Spremembe v koncentraciji hiše vodijo do razširitve domene za velikost povečane žoge. Nastanek domene poteka v zadnji uri in je povezan z vzpostavitvijo negativne diferencialne prevodnosti in povečanjem volumetričnega naboja. Stalno povečanje volumetričnega naboja kot majhno povečanje temperature je povezano z enakomerno dielektrično relaksacijo in je označeno z negativnim diferencialnim trenjem in koncentracijo elektronov. Pri največji vrednosti je takrat ura namestitve ODP krajša. Tako je čas nastanka domene označen s procesom ponovnega praznjenja volumetričnega naboja. Odvisno je od heterogenosti polja, stopnje poravnave in uporabljene napetosti.


Fig6. Diod Ganna.

Pomembno je vedeti, da bo Domena v celoti oblikovana v eni uri:

de ukrivljen. Smiselno je govoriti o domenskih načinih, ker lahko domeno nastane v eni uri s tokom elektronov iz očesa. Na podlagi miselne osnove dipolne domene oz .

Vrednost dodatne koncentracije elektronov na koncu cikla se imenuje kritična in je označena. To je pomembno med domenskimi načini Gunnove diode in načini s stabilno porazdelitvijo električnega polja v enakomerno dopiranem delcu. V primeru domene močnega polja le-ta ne nastane in slika se imenuje stabilna. Če je mogoče, obstajajo različni načini domene. Kriterij vrste je pravičen, strogo očiten, samo za strukture, ki imajo veliko manjše dimenzije prečnega prereza med aktivno kroglo med katodo in anodo: (slika 6, a), kar kaže na enodimenzionalno zasnovo in je značilno za ravninsko. in mezastrukture. V strukturah s tanko talino (sl. 6 b) je mogoče epitaksialno aktivno kroglico GaAs 1 zamenjati med oblogo z visoko upornostjo 3 in izolacijsko dielektrično talino 2, ki vsebuje na primer SiO 2 . Ohmski anodni in katodni kontakti so pripravljeni z metodami fotolitografije. Prečno velikost diode lahko izenačimo z njeno dolžino. V tem primeru volumetrični naboji, ki se vzpostavijo med oblikovanjem domene, ustvarjajo notranja električna polja, ki vplivajo ne le na poznejšo komponento, temveč tudi na prečno komponento (slika 6, c). To bo povzročilo, da bo sprememba polja izenačena z istimi podatki. Z majhno količino aktivnega taljenja, če je merilo prisotnosti nestabilnosti domene zamenjano z umom. Za takšne strukture s stabilno porazdelitvijo električnega polja je lahko večja.

Ura ukalupljenja domene ni kriva za preizpostavljenost NHF Kolivan. Obstaja torej še en razlog za propadajočo domeno, iz katerega lahko odstranimo (1) .

Odvisno od trajanja in obdobja UHF vibracij, kot tudi vrednosti konstantne napetosti in amplitude visokofrekvenčne napetosti, se lahko izvajajo naslednji načini domene: način delovanja, način z blokiranjem domene, zatiranje (gašenje) način za domeno. Procese, ki se pojavljajo v teh načinih, bomo upoštevali za namen delovanja Gannove diode v obliki vzporednega kolateralnega vezja z aktivnim nosilcem na resonančni frekvenci in življenjsko dobo diode kot napetostnega generatorja z majhno notranjo podpora (div. sl. 4, a). Ko se napetost na diodi spremeni po sinusnem zakonu. Generacija je možna za.

Z malo podpore, prednosti, če , de - Gunnova dioda deluje v šibkih poljih, amplituda visokofrekvenčne napetosti je majhna in napetost diode presega mejno vrednost (div. Slika 4, b, krivulja 1). Tukaj pride mesto prej obravnavanega načina delovanja, če je po nastanku domene strum skozi diodo izgubljen stabilen in enak (razdel. sl. 9.39, c). Ko je domena znana, strum naraste na . Za GaAs. Frekvenca tresljajev v načinu delovanja je enaka. Fragmenti namestitve so nizki, učinkovitost Generatorji Gunn diode, ki delujejo v načinu delovanja, so majhni in ta način praktično ne dopušča stagnacije.

Pri delovanju diode na vezju z visoko podporo, če je lahko amplituda izmenične napetosti velika, tako da v delčku obdobja ublažitve postane napetost na diodi nižja od praga (kot dokazuje krivulja 2 na sliki 4, b). Zakaj bi morali govoriti o režimu domene? Domena se vzpostavi, če napetost na diodi preseže mejo, nato pa v trenutku (div. Slika 4, d). Ko je domena odobrena, se hitrost pretoka spremeni v in se izgubi za takšno časovno obdobje, ki teče v domeno. Ko je na anodi v času ure domena, je napetost na diodi nižja od praga in dioda je aktivna podpora. Napetost spreminjajte sorazmerno z napetostjo na diodi, dokler napetost ne doseže največje vrednosti, napetost na diodi pa je enaka pragu. Začne se ustvarjanje nove domene in celoten postopek se ponovi. Resnost impulza toka je enaka uri pozne odobritve nove domene. Ura oblikovanja domene ni pomembna. Očitno je takšen način mogoč, saj je ura pretoka med in frekvenco zvoka, ki nastane .

Pri še večji amplitudi visokofrekvenčne napetosti, kot prikazuje krivulja 3 na sliki 4, b, je lahko minimalna napetost na diodi manjša od ugasne napetosti diode. Način z ugasnitvijo se konča (div Slika 4, d). Domena nastane v trenutku in se sprosti v trenutku, ko začne nastajati nova domena, potem ko napetost preseže mejne vrednosti. Fragmenti domene, povezani z dosegom anode, lahko pretok elektronov med katodo in anodo, ko domena ugasne, preseže obdobje kolokacije: . Na ta način je režim v načinu gašenja. Zgornje območje frekvenc, ki se generirajo, je obdano z umom in lahko postane.

Elektronska učinkovitost Generatorje, ki temeljijo na Gunnovih diodah, ki delujejo v domenskih načinih, je mogoče izračunati z razširitvijo četrte funkcije struma (div. slika 4), da bi našli amplitudo prvega harmonika in stacionarnega shranjevalnega struma. Vrednost učinkovitosti ležijo v odtoku , , , in pri optimalni vrednosti ne presega 6% za GaAs diode v načinu z blokirno domeno. Elektronska učinkovitost Način zatiranja ima nižjo domeno, način zatiranja pa nižjo domeno.

način VONOS.

Veliko kasneje kot domenski načini je bil za Gunnove diode uveden način izmenjave akumulacije volumskega naboja. To se zgodi pri konstantnih napetostih na diodi, ki pogosto presegajo mejne vrednosti, in pri velikih amplitudah napetosti pri frekvencah, ki so pogosto višje od pogonske frekvence. Za izvedbo načina ONOS so potrebni vhodi z enakim profilom zdravljenja. Enakomerno porazdelitev električnega polja in koncentracijo elektronov po daljšem času zagotavlja hitra sprememba napetosti na diodi. Če je interval ene ure, v katerem električna poljska jakost prehaja skozi območje značilnosti ODP, veliko krajši od ene ure nastanka domene, potem ni opazne prerazporeditve polja in volumskega naboja po koncu obdobja. . Pretočnost elektronov v vsaki napravi je »sled« spremembe električnega polja, pretok skozi diodo pa je označen z nanosom pretočnosti polja (slika 7).

Tako se v načinu ONOZ, da se energija generatorja pretvori v energijo NHF-trka, ustvari negativna prevodnost diode. V tem načinu je v večini obdobja trivalnost napetosti na diodi manjša od praga in ostane v stanju, za katerega je značilen pozitiven pretok elektronov, tako da se lahko povrne volumenski naboj, kar bi lahko v eni uri, če je bilo električno polje v diodi nad pragom.

V mislih šibkega povečanja napolnjenosti v eni uri blizu bomo zapisali v razgled , de ; -Povprečna vrednost negativne diferencialne krhkosti elektronov v regiji. Raztapljanje volumetričnega naboja v eni uri bo učinkovito, če ; i-konstantni čas dielektrične relaksacije in krhkosti elektronov v šibkem polju.

S spoštovanjem , , maêmo. Ta neenakost je določena z intervalom vrednosti, od katerega se ne izvaja način ONOZ.

Elektronsko učinkovitost generatorja, ki uporablja Gunnovo diodo v načinu BONOZ, je mogoče razširiti v obliko strume (slika 7). pri največja učinkovitost. znaša 17 %.


Slika 7. Časovno merjenje pretoka na Hannovi diodi v načinu ONOZ.

V domenskih načinih je ustvarjena frekvenca tresljajev približno enaka frekvenci delovanja. Zato je večina Gannovih diod, ki delujejo v domenskih načinih, povezana z delovnim frekvenčnim območjem viraz.

izraženo v GHz in v mikronih. V načinu ONOZ lahko izčrpanost diode leži na delovni frekvenci velikokrat pred izčrpanostjo diode, ki deluje na istih frekvencah v domenskih načinih. To vam omogoča znatno povečanje napetosti generatorjev v načinu ONOZ v primerjavi z generatorji, ki delujejo v domenskih načinih.

Obravnavani procesi v Gunnovi diodi v domenskih načinih so v bistvu idealizirani in se izvajajo pri zelo nizkih frekvencah (1-3 GHz), kjer je obdobje nastajanja domene krajše od ene ure, izhod pa diode je veliko večja kot domena v ekstremnih pogojih . Najpogosteje Gannove diode v neprekinjenih načinih zmagujejo pri višjih frekvencah v tako imenovanih hibridnih načinih. Hibridni načini delovanja Gannovih diod so vmesni med ONOS in domenskimi načini. Za hibridne režime je značilno, da vzpostavitev domene vzame večji del razvojnega obdobja. Domena, ki ni v celoti oblikovana, bo razrešena, če napetost diode pade na vrednost pod pragom. Jakost električnega polja v območju naraščajočega volumetričnega naboja je bistveno večja od praga. Procesi, ki se pojavljajo v diodi v hibridnem načinu, so analizirani iz stagnacije EOM na različnih nivojih (1), (3) in (4). Hibridni načini zavzemajo širok razpon vrednosti in so manj občutljivi na parametre vezja, kot je način ONOZ.

Način ONOS in hibridni načini delovanja Gunnove diode so razširjeni na načine s "hudimi" samovzbujanji, za katere je značilna prisotnost negativne elektronske prevodnosti v amplitudi visokofrekvenčne napetosti. Uvedba generatorja v hibridni način (pa tudi način ONOZ) je kompleksna naloga in je odvisna od končnega prehoda izhoda iz obratovalnega v hibridni način.



Slika 8. Elektronska učinkovitost generatorjev na osnovi Gunnovih diod in GaAs za različne načine delovanja:

1-z zatrimkoy oblikovanje domene

2. ugasla domena

Slika 9. Časovno trajanje napetosti (a) in pretoka (b) Gunnove diode v načinu povečanega izkoristka.


3-hibrid

Konstrukcije in parametri generatorjev na osnovi Gunnovih diod.

Slika 8 prikazuje vrednosti največje elektronske učinkovitosti. Gunnova dioda iz GaAs v različnih načinih delovanja. Očitno vrednost ne presega 20%. Povečajte učinkovitost Generatorji na osnovi Hannovih diod se lahko uporabljajo za načrtovanje zložljivih sistemov sežiganja, kar omogoča zagotavljanje časovnega pritiska toka in napetosti na diodi, prikazano na sliki 9. Razširjena funkcija i v seriji štirih pri Daje vrednost elektronske učinkovitosti 25 % za GaAs Gunn diode. Dovolj je, da se približamo optimalni krivulji, medtem ko nadomestimo druge harmonike napetosti. Drug način za izboljšanje učinkovitosti leži v bližini zbirke materialov velikih uprizoritev Hannovih Diod. Tako za indijev fosfid doseže 3,5, kar poveča teoretično elektronsko učinkovitost diod na 40%.

Spominska sled elektronske učinkovitosti. generatorjev na osnovi Gunnovih diod spreminja pri visokih frekvencah, če se nihajna doba izenači s časom vgradnje NDC (kar se kaže že pri frekvencah ~30 GHz). Vztrajnost procesov, ki kaže na shranjevanje povprečne driftne fluidnosti elektronov v polju, povzroči spremembo protifaznega toka shranjevanja diode. Mejne frekvence Gunnovih diod, povezanih s tem pojavom, so ocenjene na ~100 GHz za naprave GaAs in 150–300 GHz za naprave InP.

Izhodna napetost Gannovih diod je med seboj povezana z električnimi in toplotnimi procesi. Infuzijo preostale vode je treba izvesti do največjega tlaka, pogostost, pri kateri se zdi stabilna, pa je določena z dovoljenim pregrevanjem konstrukcije, toplotnimi lastnostmi materiala in učinkovitostjo elektronike. in spomin na obdobje. Izmenjava v električnem načinu je posledica dejstva, da je pri visoki izhodni napetosti amplituda vibracij videti izenačena s konstantno napetostjo na diodi: .

V domenskih načinih to je očitno maêmo:

,

de-ekvivalentna podpora za prednost, nadzavarovanje pred črpanjem diode in sodoben modul aktivne negativne podpore LPD.

Največja električna poljska jakost v domeni bistveno presega povprečno vrednost polja v diodi, hkrati pa je manj odgovorna za prebojno napetost, ki povzroča plazoviti proboj materiala (za GaAs ). Upoštevajte dovoljene vrednosti električnega polja.

Tako kot pri LPD so pri zelo nizkih frekvencah (v centimetrskem območju) največje vrednosti izhodne napetosti Hannovih diod določene s toplotnimi učinki. V milimetrskem območju postane gostota aktivnega območja diod, ki delujejo v domenskih načinih, majhna in preglasi vezja električne narave. V neprekinjenem načinu se lahko v območju treh centimetrov zmanjša moč ene diode na 1-2 W pri učinkovitosti do 14%; pri frekvencah 60-100 GHz - do 100 WW z učinkovitostjo na enoto na stotine. Za generatorje z Gunn diodo je značilen bistveno nižji frekvenčni šum kot za LPD generatorje.

Način ONOS je bistveno izboljšan z enakomerno porazdelitvijo električnega polja. Poleg tega je lahko konec leta, ki deluje v tem načinu, pomemben. Zato je lahko amplituda nizkofrekvenčne napetosti na diodah v načinu ONOS za 1-2 reda velikosti višja od napetosti v domenskih načinih. Tako se lahko izhodna napetost Gunnovih diod v načinu ONOS poveča za več vrst velikosti, kar je enako tistim v domenskih načinih. Za način ONOZ je prvi načrt toplotna izmenjava. Gunn diode v načinu ONOZ delujejo najpogosteje v impulznem načinu z visoko hitrostjo in ustvarjajo do enega kilovata v centimetrskem območju.

Frekvenca generatorjev na osnovi Gunnovih diod je določena predvsem z resonančno frekvenco kolivalnega sistema glede na amnezijsko prevodnost diode in jo je mogoče spreminjati v širokem območju z mehanskimi in električnimi metodami.


V tuljavnem generatorju (slika 10 a) je Gunnova dioda 1 nameščena med širokimi stenami ravno rezanega tuljavnega generatorja na koncu kovinske palice. Napetost premika se napaja preko vhoda dušilke 2, ki je sestavljen iz izrezanih četrtvalovnih koaksialnih linij in služi za pogon prodora UHF-kolivana lancetnega vezja. Resonator nizke kakovosti se ustvari z uporabo diodnih pritrdilnih elementov v hvilevodu. Frekvenca generatorja se preklopi s pomočjo dodatne varaktorske diode 3, nameščene na PVC izolatorju in nameščene v VN na podoben način kot Gunnova dioda. Pogosto vključujejo tuljavo s spremenjeno višino, ki je povezana z izhodnim kablom standardnega četrtžičnega transformatorja.

Slika 10. Krmiljenje generatorjev z Gunn diodami:

a-khvilvodne; b-mikrotrak; zaradi izmenične frekvence YIG-sfere

Mikro-ženski dizajn (slika 10 b) ima 1 preklopno napetost med bazo in moškim vodnikom. Za stabilizacijo frekvence je nameščen visokokakovosten dielektrični resonator 4 v obliki diska z dielektrikom z nizkimi izgubami in visokimi vrednostmi (na primer barijev titanat), nameščen v bližini vodnika MPL s širino . Kondenzator 5 služi kot podzemni vir življenja za nizkofrekvenčno vezje. Življenjska sila se napaja preko ohišja dušilne lopute 2, ki je sestavljeno iz dveh izrezov MPL četrtine vilic z različnimi nosilci vilic, vod z majhno podporo pa je odprt. Uporaba visokonapetostnih dielektričnih resonatorjev s pozitivnim koeficientom temperaturne frekvence omogoča ustvarjanje oscilatorjev z majhnimi razlikami v frekvenci pri spreminjanju temperature (~40 kHz/°C).

Frekvenčno krmiljeni generatorji na osnovi Gunnovih diod so lahko izdelani iz stagnirajočih monokristalov salicitrijevega granata (slika 10, c). Frekvenca generatorja se na trenutke spremeni s pomočjo resonančne frekvence kakovostnega resonatorja, ki izgleda kot YIG krogla majhnega premera, zaradi sprememb v magnetnem polju. Največja prenapetost je dosežena v diodah brez ohišja, ki imajo minimalne reaktivne parametre. Visokofrekvenčno diodno vezje je sestavljeno iz kratkega zavoja, ki obkroža YIG-sfero 6. Povezava med diodnim vezjem in prednostnim vezjem je posledica razmerja medsebojne induktivnosti, ki zagotavlja, da je YIG-sfera pravokotno porazdeljena so vezani v kolobarjih. Razpon električne moči takšnih generatorjev, ki se pogosto uporabljajo v avtomatskih vibracijskih napravah, doseže oktave z izhodno napetostjo 10-20 mW.


Slika 11. Enakovredno vezje Gunnove diode je bilo prilagojeno.

Podporniki na Gannovih diodah.

Zelo zanimiv je razvoj ojačevalnikov na Gunnovih diodah, zlasti za milimetrsko območje dolžine hvil, kjer je stagnacija nizkofrekvenčnih tranzistorjev medsebojno povezana. Pomembna naloga ustvarjanja ojačevalnikov na Hannovih diodah je zagotoviti stabilnost njihovega dela (stabilizacija diode) in zatreti oscilacije domenskega tipa z nizkim signalom. To lahko dosežemo s spremembo parametra diode, nastavitvijo diode z zunanjo sulico, izbiro legiranega profila diode, spremembo prečnega prereza ali nanosom dielektrične taline na sliko. Kako ojačevalci stagnirajo kot diode planarnih in meza struktur, ki kažejo negativno prevodnost pri napetostih, višjih od praga, v širokem frekvenčnem območju blizu delovne frekvence in vikorist kot regenerativni ojačevalci vibrirajočega tipa obtočno črpalko na vhodu, pa tudi večje zlaganje tekoče strukture, pri katerih se v materialih z ODP ustvari volumetrični pojav, ki se pogosto imenujejo ojačitve s tankimi vlakni (UBV).

V podkritično legiranih diodah pri nemogoče je določiti domeno, kaj teči, kako se spopasti s stresom, kaj preseči prag. Kot znak okvare je za podkritične diode značilna negativna ekvivalentna podpora pri frekvencah, ki so blizu pogonske frekvence, pri napetostih, ki presegajo meje. Uporabljajo se lahko v obliki krepitve. Vendar se zaradi majhnega dinamičnega razpona in koeficienta povečanega smradu najde stagnacija.

Stabilnost negativne prevodnosti v širokem razponu frekvenc, do 40%, je realizirana v diodah z pri nizki napetosti (~8–15 µm) in napetosti . Pri nižjih napetostih je nastajanje preprečeno, saj je povečano napetost mogoče pripisati spremembam v NDP materiala zaradi povišane temperature naprave.

Za strukturo heterogene tvorbe slike je mogoče vzeti enakomerno porazdelitev električnega polja na koncu cikla in stopnjo intenzifikacije v široki mešanici frekvenc (slika 12, a). Ker je v bližini katode ozka, rahlo dopirana kroglica debeline približno 1 mikrona, moti vbrizgavanje elektronov iz katode in povzroči močno povečanje električnega polja. Povečana koncentracija energije po izpustu iz anode neposredno na anodo vmes omogoča doseganje enakomernosti električnega polja. Postopki dohodka iz takega profila bodo zahtevali sklenitev zavarovanja za EOM.


Slika 12. Profil plastenja (a) in porazdelitev polja (b) v Gannovi diodi z katodnim območjem z visoko upornostjo.

Za obravnavane vrste ojačevalcev je značilen širok dinamični razpon, učinkovitost 2–3 % in koeficient hrupa ~10 dB v centimetrskem območju.



V teku je razvoj spodbujevalnih tuljav iz tankih vlaken (slika 13), ki bodo zagotavljale enosmerno krepitev v širokem razponu frekvenc in ne bodo povzročale stagnacije ločilnih obtočnih črpalk. Ojačevalec je epitaksialna GaAs kroglica debeline 2 (2-15 µm), ki se vrti na visoko uporni ploščici 1. Ohmski katodni in anodni kontakti so razmaknjeni na eni strani drugega, da zagotovijo električni odmik talilnih posod pri uporabi konstantne napetosti njim. Za vhod in izhod nizkofrekvenčnega signala iz naprave sta povezana dva kontakta 3 v obliki Schottkyjeve palice širine 1-5 mikronov. Vhodni signal, ki se dovaja med katodo in prvi Schottkyjev kontakt, povzroči, da tok elektronov poveča volumski naboj, ki se spremeni v amplitudi, ko doseže anodo s faznim zamikom.

Slika 13. Shema namestitve ojačevalnika moči iz tankih vlaken za delovanje na GaAs s poznim odmikom.

Za delovanje ojačevalnika je potrebno ves čas zagotavljati enakomernost taline in enakomernost električnega polja. Napetost, uporabljena za BWL, leži v območju GaAs NDC, tako da ko . V tem primeru pride do povečanja volumetričnega naboja, ko tok vode teče. Stabilna, homogena porazdelitev električnega polja je dosežena v UWV z uporabo filamentov nizke vrednosti in prevleko flotov GaAs z dielektrikom visoke vrednosti.

Suspenzija glavnih nivojev elektronov za enovalovno razelektritev (1), (3), (4) in način majhnega signala, če so konstantni konvekcijski tok, električna poljska jakost in jakost naboja večji od amplitude sprememb, ki jih skladišča (), prenesite na razpršeno raven za stabilno širino, kar lahko izboljša videz obeh kril.

Eden od njih je neposreden sklep, da obstaja stalen tok od katode do anode s fazno fluidnostjo in amplitudo, ki se spreminja po zakonu:

kje je čas za kolaps elektronike na vhodu? Na področju EDP in neposredne bolečine narašča. Drugi val je obratni, širi se od anode do katode in razpada z amplitudo, kot je . Difuzijski koeficient za GaAs postane Zato prehod hitro ugasne. W (9) faktor moči (dB)

(10)

Rezultat za (10) z і daje moč približno 0,3-3 dB/µm. Spominska sled kaže (10), da je jasno, jasno. Nediskriminatorna uporaba tega za sproščanje nakopičenih zvitkov volumetričnega naboja lahko vodi v smrt z močnim dotokom marginalnih umov z majhno količino pljuvanja, fragmenti naloge so krivi, da se vidijo kot dvosvetni. Zagotoviti je treba tudi difuzijo elektronov, ki omejuje frekvenčno območje, kjer je možno ojačanje. Razlike potrjujejo možnost zmanjšanja ojačanja WB za ~ 0,5–1 dB/μm pri frekvencah 10 in več GHz. Podobne naprave je mogoče uporabiti na enak način kot fazne prestavnike s keramično prevleko in UHF trim linije.

[L]. Berezin in v. Elektronska nastavitev nizkofrekvenčne frekvence. - šola M. Vishcha 1985.


Obravnavana enačba (1) z metodo njihove modifikacije vektorskega potenciala polja EM, kot rezultat nove enačbe, nam omogoča dosleden opis procesov netoplotnih in elektrodinamičnih polj v materialnih medijih: električna in magnetna polarizacija srednji, njegov prenos v trenutek EM impulza. Sama izhodna razmerja primarne medsebojne povezave med komponentami EM polja in EM polja vektorskega potenciala...

Polarnost otroka, ki daje življenje, je 3,4 in neposredno za p-n-p tranzistor. Pri n-p-n tranzistorju se polarnost napetosti neposredno spreminja vzdolž linije. Malyunok 3.4 Physical v BT. Ta način delovanja (NAR) je glavni in je pomen imena elementov tranzistorja. Večni prehod vključuje vbrizgavanje nosov študentov...

Povežite se s sekundarnimi napravami za dodatne termoelektrične žice za izgradnjo termoelektričnih elektrod. Sekundarne naprave, ki se uporabljajo v kombinaciji s termoelektričnimi pretvorniki, so magnetoelektrični milivoltmetri in potenciometrije. Delovanje magnetoelektričnega milivoltmetra temelji na interakciji okvirja, ki ga ustvari vodnik, skozi katerega teče tok,...





Nadzor temperature; Germanijeve in silicijeve ploščate diode. Teoretična prehranska znanja, ki so potrebna za razvoj laboratorijskih robotov: 1. Fizikalni procesi, ki nastanejo kot posledica stika prevodnikov z različnimi vrstami prevodnosti. 2. Prehod elektronskega imenika na enaki postaji. Energijski diagram. 3. Vbrizg in ekstrakcija naboja. 4. Volt amperska karakteristika (...

Sarapulski politehnični inštitut (podružnica)

Instalacije državne razsvetljave

Večja strokovna izobrazba

"Iževska državna tehnična univerza"

Oddelek za Ciper

Tečajna naloga

Discipline: Fizikalne osnove mikroelektronike.

Na temo: Dislokacija. Burgerji vektor. Priliv dislokacije na moč

gradbeni materiali.

Vikonav: Po preverjenem:

dijak gr. 471 vikladas

Volkov A.V. Ivannikov V.P.

Sarapul, 2010

Vstop ................................................... .. .................. 1

Vrste dislokacij..................................................... .... ... ..2

Kontura in Burgerjev vektor............................................. ......2-3

Gibanje dislokacije ............................................. ..3-4

Dislokacijska trdnost................................................. ....4

Sila, ki deluje na dislokacijo.....................4-5

Dislokacijska energija..................................................... .... ..5

Razmnoževanje in kopičenje dislokacij.................................5-6

Odkriti izpahi in napake na embalaži 6

Dislokacije in fizična moč kristalov.....7

Odvisnost vrednosti zaradi dislokacije...7-8

Rast kristalov..................................................... .... ..........8

Dislokacije in električna prevodnost.................................8-9

Višnovok................................................. ....... 10

Seznam Wikilistov..................................................... ..... 11

Vnesite

Teorija dislokacije vinila iz 50-ih. prejšnjega stoletja skozi tiste, da se je teoretično razumevanje vrednosti materialov bistveno razlikovalo od praktičnega.

Teoretično vrednost kristala je prvi izračunal Frenkel na podlagi preprostega modela dveh vrst atomov, premaknjenih pod napetostjo. Interplanar stojalo (stojalo med vrstami) A in stojijo med atomi v neposrednem kovanju starodavnih b . Pod stresom stresa τ Te vrste atomov se premikajo skoraj ena za drugo in izginjajo v enakih položajih na točkah, kot so A , U і Z , D , kjer je napetost nizka, je treba spremeniti vrednost nazaj na nič. V vmesnih položajih ima napetost končne vrednosti, ki se periodično spreminjajo v skladu z nastavitvami. Pustite pritisk τ bo funkcija premika X med obdobjem b :

(1.1)

Za majhne bolezni:

(1.2)

Vikoristov in Hookov zakon:

, (1.3)

de G je modul zsuvo in - Deformacija sklepa, poznamo sorazmernostni koeficient prej :

(1.4)

Pošiljanje vrednosti prej v (1.1) izločimo:

(1.5)

Največja vrednost τ Kaj kaže na stres med kakršnim koli prehodom v nestabilno stanje:

Lahko se sprejme a ≈ b potem je napetost nizka

.

Izračun teoretične napetosti različnih materialov s to metodo se je izkazal za veliko večjo od praktičnih vrednosti. Torej za midi

bolj teoretično pomembna

= 760 kgf/mm, praktična vrednost pravih kristalov pa = 100 kgf/mm.

Zaradi velikega neskladja med teoretičnimi in praktičnimi rezultati je bila spregledana prisotnost mikroskopskih linearnih defektov in dislokacij v kristalu.

Dislokacije so motnje kontinuitete med dvema deloma kristala, od katerih je eden poškodovan, drugi pa ne. Na ta način se zdi, da je deformacija zaporedni prehod dislokacij po površini odkovka in ne pot enourne napetosti po celotnem kristalu.

Vrste dislokacij.

Obstajata dve glavni vrsti dislokacij: rob in vijak.

1. Regionalne dislokacije.

Model robne dislokacije je mogoče identificirati z rezanjem vrzeli v materialu vzmetno trdnega telesa ABCD , ki se bo končal vzdolž črte AB sredini kosa (slika 1). Material je na eni strani pleten, spoj je zaprt CDEF . Linija A B , na koncu reže, med deformiranim in nedeformiranim materialom, ki označuje izstopne točke dislokacijske črte na površini telesa.

Slika 1 Slika 2

Slika 2 prikazuje začetni model robne dislokacije v preprosti kubični mreži. Dislokacija roba je posledica prisotnosti roba ravnine A, pravokotne na ravnino odkovka (slika 2).

Površina površine je lahko posledica površine odkovka (kot na sliki 2), dislokacija pa se imenuje pozitivna, saj je spodnja površina negativna.

2. Gwentove dislokacije:

Model vijačne dislokacije, ki je podoben robnemu, vendar neposredno vzporeden s premico AB, je vzpostavljena konvergenca ADEF (slika 3).

Slika 3 Model vijačne dislokacije.

Obris in vektor hamburgerjev:

Za opis dislokacij v kristalih je uveden koncept konture in Burgersovega vektorja. Obris, narisan na popolnem križu, je zaprt rektum, ostali vektorji pa pridejo do točke storža na sliki 4. Kontura, ki obdaja dislokacijo, lahko poči, vektor, ki ga je treba narisati, da se kontura zapre, pa imenujemo Burgersov vektor, risanje konture pa z Burgersovo konturo. Burgersov vektor označuje velikost neposredne dislokacije, ki je posledica dejstva, da se trenutna dislokacija nenehno spreminja, ne glede na to, ali se spreminja neposredno tashuvannya. V najbolj popolnem kristalu je Burgersov vektor enak nič. V kristalu z robno dislokacijo je odkovek vzporeden z direktno črto in ustreza vektorju odkovka na sliki 5. V kristalu z vijačno dislokacijo je žila pravokotna na ravnino kovanja.

Sl.4 Sl.5 Sl.6

Kristal ima lahko takšne dislokacije, ki ležijo popolnoma v sredini kristala, vendar ne gredo na površino kot zgoraj. Dislokacije v sredini kristala se lahko zlomijo na drugih dislokacijah, na mejah zrn in na drugih ločilnih površinah. Zato so v sredini kristala možne dislokacijske zanke ali medsebojno sosednje mreže dislokacij. Takšno dislokacijo lahko ojačamo v nedeformiranem območju dislokacijske črte v obliki obroča ali zanke, oblikovano kot obroč, ali pa jo vtisnemo v kristal telesa. Slika 7 prikazuje nastanek prizmatične dislokacije z vdolbino z ravnino ABCD.

V tem primeru nastane robna in vijačna dislokacija Burgersovega vektorja, ki je vektorska vsota skladiščnih dislokacij: (1.6)

Na točki, kjer se naenkrat povežejo tri dislokacije iz slike 7, so Burgersovi vektorji povezani z naslednjimi razmerji:

(1.7)

Rukhova dislokacija.

Pomembna moč dislokacij je njihova sposobnost, da se sesedejo pod vplivom mehanskih obremenitev. Naj elementarni fragment dl mešane dislokacije z Burgersovim vektorjem b kolabira pri bk dz. Volumen, impulzi na teh treh vektorjih:

dV = (dz × dl) b, (1,8)

enakovreden materialu, ki se premika v kristalu pod vplivom dislokacije. Ker je V=0, kolapsa dislokacije ne spremljajo prenosi mase ali spremembe v kristalu. To je konservativno gibanje in kovačnica. Za robne in mešane dislokacije, pri katerih Burgersov vektor b ni vzporeden z dislokacijsko premico dl, je vez v območju, ki ga označujeta vektorja b in dl: premica (1.8) je enaka nič, ker dz leži v eni. je ploščina z vektorjema b in dl. Očitno je območje robne ali mešane dislokacije isto območje, kjer ležita dislokacija in Burgersov vektor. Regionalna dislokacija se vključujoče kruši blizu njene površine. Tok robne dislokacije si lahko predstavljamo kot postopno premikanje atomov, ki mejijo na celotno dislokacijsko črto, ki ga spremlja prerazporeditev vezi med temi atomi. Po kožnem aktu se dislokacija premakne na eno stran. V tem primeru je napetost, ki jo povzroča dislokacija, manjša od obremenitve materiala. Zaradi takšnega kolapsa lahko pride dislokacija do površine kristala in se sesede. Na ta način se zdi, da so področja kristala, ojačena s kovaško ravnino, po sprostitvi dislokacije poškodovana v trenutni fazi na sliki 8.

Sila, ki povzroči izpah.

Če je na površini kovanega območja napetost, potem na eno enoto dislokacijske črte deluje sila

Tako je v območju dislokacije lokalna koncentracija napetosti, tem večja je Burgerjev vektor dislokacije. Izjave o dislokacijah pojasnjujejo posebnosti plastične deformacije kristalov. Kvadratno in ravno

Kovanje - to je območje in neposredni tok dislokacij. Kritična je napetost, ki se prekine - to je napetost, ki jo je treba premostiti, da pride do nihanja. Idealen kristal bi se lahko začel deformirati šele z enournim uničenjem vseh vezi na kateri koli kristalografski površini. Deformacija realnega kristala se začne, ko zunanja napetost doseže vrednost, ki je potrebna za jedro dislokacije, to je za pretrganje ene od redkih atomskih vezi dislokacije. Zato je vrednost realnih kristalov veliko manjša od teoretične vrednosti, ki je izračunana ob predpostavki idealnega kristala, ki nima napak. Fluidnost plastične deformacije je odvisna od fluidnosti gibanja posameznih dislokacij, njihovih Burgerjevih vektorjev in debeline dislokacij. Eksperimentalni podatki kažejo, da se dislokacije lahko sesedejo pri različnih hitrostih, ki segajo od 10 -7 do 0,1 cm/s, če so v materialu pod izpostavljenostjo napetosti in temperaturi. Likvidnost dislokacije v kristalu je lahko večja, čim manjša je likvidnost zvoka, kot posledica premika dislokacije - in tudi premika in deformacije vzmeti.

Dislokacijska energija.

Energija dislokacije je dodatna energija, ki se porabi za reakcijo, ko nastane dislokacija. Ta energija se sprosti kot robot, ki mora proti sili porabiti povezavo v mreži, da ustvari razpoko in uniči dve atomski ravnini v mreži, eno ali en Burgerjev vektor b, da vnese dislokacijo. Vzmetna energija dislokacije je sorazmerna z modulom kristala kristalne stopnje, ki jo označuje Burgersov vektor. Količina energije na enoto dveh dislokacijskih črt:

U ≈ Gb2, (1.10)

de G je modul zsuvo, b je modul Burgersovega vektorja. Red velikosti U je enakovreden elektron-voltu na atomsko površino. Dislokacije z najnižjimi Burgersovimi vektorji nosijo najmanj energije; Vonj je mehansko najstabilnejši in najbolj krhek. Dislokacije z velikimi Burgersovimi vektorji so mehansko nestabilne, dislokacije z manjšimi Burgersovimi vektorji pa zlahka razpadejo.

Razmnoževanje in kopičenje dislokacij.

Yakbi novi D. niso bili vliti v kristal, ampak v plastiko. Deformacija se je začela po tem, ko se je na površini telesa pojavila vsa ščurka D. S povečanim zunanjim stresom se intenzivnost razmnoževanja D. poveča. Ta proces sta prva razložila Frank in Read. Videli so dislokacijo prizmatičnega tipa, ki je nastala tako, da so kos kristala prenesli iz ABC v DEF, pri čemer je DEF v teh glavah predstavljal dislokacijsko črto. Če napetost deluje na ravnino odkovka ABED in se na delu dislokacijske črte EF sila ne pojavi, potem se ta dislokacija obravnava kot nerušljiva ali sedeča. Ni sile za izpah in ni poti naprej. Fragmenti dislokacije ED so fiksirani na točki E, vrtijo se okoli te točke in na fragmente deluje sila, da se razširi območje območja, ki ga pokriva sklep (slika 10).

Če dislokacijsko ravnino prečkamo, se dislokacije kopičijo v pregradi (slika 11). Preostale dislokacije pritiskajo na prve, zaradi česar je razdalja med dislokacijami, ki so najbližje tisti pred prehodom, bistveno manjša od preostalih in pride do enako pomembne porazdelitve.

Razcepitev dislokacij v tesno zapakiranih strukturah.

V zgornjih modelih preprostih kubičnih strgalnikov je premik za vrednost enega Burgersovega vektorja skladen z isto konfiguracijo pred mešanjem. Takšna dislokacija se imenuje popolnoma popolna. Če tok atomov povzroči novo dislokacijo atomov, potem dislokacijo imenujemo nepopolna ali delna (Shockleyjeva dislokacija). Najpomembnejša vrsta dislokacije v danem kristalu je določena z njegovo strukturo in tudi z energetskim kriterijem, ki ga je treba obnoviti. Nove dislokacije, Burgersov vektor, so bolj medatomske, nestabilne in se lahko razcepijo na dva ali več fragmentov, posledično pa se energija sistema zmanjša.

Frankovo ​​pravilo pravi, da je deformacijska energija dislokacije sorazmerna s kvadratom Burgersovega vektorja in da je vsota kvadratov Burgersovega vektorja komponent, na katere razpade dislokacija, manjša od kvadrata Burgersovega vektorja dislokacija obroča, potem pride do razcepa.

Frankove dislokacije in napake pakiranja.

Frankova delna dislokacija je ustvarjena v strukturi z vrstnim redom širjenja tesno stisnjenih področij, kot je kocka s središčem ploskve, ali s premikom oddaljenega dela enega od tesno stisnjenih območij ali z vstavitvijo klina istega območja. V prvem primeru je ugotovljena negativna delna dislokacija Franka Slika 12, v drugem pa pozitivna Frankova dislokacija, ki ima regionalni značaj. Frankove dislokacije se ne morejo premikati vzdolž kovne ravnine.

Negativna Frankova dislokacija, ko je kroglica A odstranjena, povzroči začetno napako pakiranja: ABBCCA, ki se imenuje napaka pakiranja. Ko pozitivna dislokacija proizvede kroglico: АВСВАВС - napaka v širjenju.

Pri čelno osredotočenih kubičnih brunih so atomi razporejeni v vrstnem redu ABCABCABC, tako da je četrta krogla v istem položaju kot prva. Čeprav je prisotnost dislokacije lahko ABCASABSA, zaporedje CASA kaže na heksagonalno strukturo, se takšne spremembe v širjenju atomov imenujejo napaka zlaganja. Slika 13 prikazuje normalno porazdelitev atomov, na sliki 14 pa je napaka zlaganja.

Sl.12 Sl.13 Sl.14

Dislokacije in fizična moč kristalov.

D. nas izlivajo pred mehansko moč trdnih teles, ki jim je njihova prisotnost pogosto prvinska. D. spremenijo optično moč kristalov, kar je osnova za metodo previdnosti pri izolaciji D. v prozornih materialih.

Motnje pravilnosti kristalnih orbit v jedru D. vodijo do točke, kjer črta D. izstopa iz zunanje površine telesa, kemična odpornost kristala oslabi in posebni reagenti uničijo okolico osi D. Kot zaradi obdelave površine kristala s takim zeliščarjem postanejo izstopne točke D. vidne jamice (dislokacije so bile najprej oddaljene od samih jedkalnih jam). D. neizogibno vpliva na moč kristalov, ki je odvisna od narave delitve in gibanja točkastih napak v njih (hiše, prosta delovna mesta, proizvodni centri itd.). Najprej s sekundarnim Značilnosti Rukh D. sprosti ali izgine prosta mesta, spreminjanje njihovega podzemlja na kristalu. Dinamično ustvarjanje nabitih prostih mest v ionskih kristalih in prevodnikih lahko spremlja luminiscenca. Tudi D. prispeva k fluidnosti difuzijskega gibanja točkastih napak, os D. je praviloma večja, manjša fluidnost njihove difuzije skozi telo pravilnega kristala (D. igrajo vlogo neke vrste "drenažnih cevi", za katere se lahko Te napake zlahka premaknejo v veliko stojalo pri kristalu). Interakcije D. s točkovnimi napakami (domači atomi in prosta mesta) vodijo do povečanja koncentracije preostalih v bližini osi D. in ustvarjanja okoli nje, t.i. hmar Cottrell. Zgoščena atmosfera Cottrella v prenasičenosti trdnih kamnin lahko privede do koagulacije hišic na D. Pri prozornih kristalih to vodi do okrasitve D., zato vizualno pazijo, da jih ne motijo. Hiše, ki so se naselile na D., zapirajo te reke. V zlitinah, ki razpadejo, medsebojno delujejo z makroskopskimi vključki nove faze.

Odvisnost vrednosti v dislokaciji.

Slika 15 prikazuje tipično stopnjo mehanske obremenitve v obliki napetosti ležaja, ko je pero raztegnjeno. Krivulja ima 3 značilne ploskve. Razdelek 0-1 označuje povratne deformacije vzmeti, ko velja Hookov zakon. Odsek 1-2 prikazuje ireverzibilno plastično deformacijo. Ploskev 2-3 prikazuje uničen izraz.

Vrednost, ki jo predstavlja točka 1, se imenuje meja ravnosti, vrednost, ki jo predstavlja točka 2, pa se imenuje mejna vrednost. Poskusi odpiranja linij med ravninami brez poravnave dislokacij so povzročili vrednosti, ki so bile izkrivljene za 2-4 reda velikosti.

Med ravnostjo materiala je v novem gostota dislokacij. Na sl. 16 je bilo shranjeno v takem stanju. Vidimo, da je interlinearnost večja že pri majhnih vrednostih debeline dislokacije in pri veliki debelini dislokacije. Povečanje na visokih ravneh je posledica interakcije dislokacij z enimi in drugimi napakami kristalnih nosilcev.

Shematski prikaz lokacije med linearnostjo in debelino dislokacij

Načini povečanja vrednosti materialov. Trenutno se preučujejo številni načini za povečanje vrednosti materialov, ki vam omogočajo, da dosežete vrednost 0,01; Večina jih je povezanih s prenosom dodatnih dislokacij. Takšni prehodi vključujejo različne pomanjkljivosti: 1) vizijo druge faze; 2) točkovne napake in njihov odkup; 3) veliko število dislokacij, ki združujejo eno dislokacijo z dodatno interakcijo med seboj; 4) red kratkega dosega v rotaciji atomov.

V mnogih zlitinah obstaja pojav, imenovan red kratkega dosega, ko atoma ene vrste ni mogoče razlikovati od atomov druge vrste in ima njegova zlitina manj energije. Med kolapsom dislokacij razpadejo energijsko bolj aktivne in nastanejo manj močne vezi med atomi. To zahteva veliko energije za povečanje sil, potrebnih za premik dislokacije in z njeno odpravo poveča vrednost materiala.

V nadaljevanju so opisane metode, s katerimi želimo bistveno povečati trdnost, praviloma pa močno spremenimo duktilnost materiala. Vrednost kristalov je lahko večja, če je debelina dislokacije posebej majhna, če je deformacija kristala za mehanizmom dislokacije otežena. Znižanje temperature vodi tudi do močnega gibanja dislokacij. Pri nizkih temperaturah se žilavost poveča, plastičnost pa zmanjša. Metal postane bolj intenziven, namesto glasen.

Povečanje vrednosti kovin in zlitin je mogoče doseči na dva načina:

1) Ločevanje kovin iz kristalne mreže, ki je blizu idealne, kot so kovine s kakršnimi koli napakami v kristalni mreži ali pa je njihovo število izjemno majhno. 2) Ali na primer povečanje števila strukturnih nepopolnosti, ki premagajo motnje dislokacij (na podlagi te metode se kovine pogosto spreminjajo).

R
ost kristalov.

D. igrajo pomembno vlogo pri rasti kristalov iz para podobnega in redkega stanja. Ugotovljeno je bilo, da so kristali dejansko začeli rasti veliko hitreje, vendar bi bilo mogoče zaznati različne kristale pri nizkih koncentracijah. Težavo pri razlagi tega procesa je predstavljala uvedba vijačne dislokacije, ki se pojavi med kristali in ustvarja kontinuirano samoobnovitveno konvergenco. Slika 17

Tako kristal predstavlja eno močno zavito spiralo na sliki 17, ki predstavlja spiralo, ki raste v silicijevem karbidu.

Dislokacije in električna prevodnost:

Prisotnost dislokacij v kristalu je v prvi vrsti določena z mehanskimi in električnimi lastnostmi materiala. Zokrema D. lahko nosi ali absorbira električni naboj in matično magnetizacijo, ki izhaja iz

kristalna magnetizacija. Prisotnost D. spodbuja napajanje prevodnikov in spreminja koncentracijo močnih nosilcev naboja v prevodnikih. Dislokacije so lahko vir velikega števila nosilcev naboja, pa tudi središče rekombinacije in disipacije nosilcev.

Tako se z vnosom dislokacije v kristal prevodnika iz germanija (p-Ge) spremeni število prevodnih poti in več kot je dislokacij, bolj se spremeni. Hkrati se nekoliko spremeni nivo temperature, zato energija elektronov, ki jih shrani dislokacija, ni odvisna od temperature (slika 18). Kriva je Coulombova blokada: če je dislokacija zajela elektron, potem se je veliko bolj pomembno ukvarjati s pretrganjem vezi elektrona, saj med dvema elektronoma obstaja Coulombova povezava. Ko se dislokacija vnese v kristal n-Ge, se število prevodnih elektronov ohrani v enaki količini kot v kristalu p-Ge. Slika 19 prikazuje graf koncentracije elektronov pri različnih razpršenih dislokacijah glede na magnetni pretok.

Depozit lesne koncentracije R vrsta temperature T Crystal ima Nemčijo.

1 – izstopni signal.

2 – 5 slik je debelina dislokacije: 2∙10 7 , 4∙10 7 , 8∙10 7 , 12∙10 7 cm -3 .


Raven koncentracije elektronov n vrsta temperature T Crystal ima Nemčijo.

1 – kontrolna slika.

2 – deformacijski vzorci pri kateri koli dislokaciji, vzporedni z magnetnim tokom.

3 - deformacijski vzorci, pri katerih so dislokacije pravokotne na magnetni tok.



Visnovok

Prisotnost dislokacij v kristalu je v bistvu določena z lastnostmi in karakteristikami materiala. Brez popravljanja teh napak je nemogoče prepoznati mnoga področja znanosti, povezana s kristali. Teorija dislokacij je splošno sprejeta ne le v znanosti o materialih, ampak tudi v mikroelektroniki. In v vrstnem redu mikro-nehomogenih odsekov hiš je izvor dislokacije resen dejavnik, ki spodbuja mikro-miniaturizacijo integralnih elementov. Zato potekajo raziskave o zadrževanju kristalov brez dislokacij in danes je mogoče izolirati kristale, ki so praktično brez dislokacij, ko jih gojimo v mislih, pod velikimi fizičnimi obremenitvami in pri ekstremno nizkih temperaturah . V naši industriji nizkodislokacijske superprevodne kristale proizvajamo iz dislokacije debeline približno 10 2 cm 2 .

osnova dizajn in ... tehnologije REA in EVA.” stran 59. 2 Tehnologija oddajnih naprav in naprav mikroelektronika ...
  • Prevelika integrirana vezja (2)

    Predmetna naloga >> Komunikacije in povezave

    HM. BERBEKOVA Fakulteta mikroelektronika in računalniške tehnologije predmetov fizično osnove mikroelektronika Tema: Prevelik integral... podana logična vezja pred njim fizično izvajanje na osnove BMK. Zakaj vikend...

  • Ministrstvo za izobraževanje Ruske federacije

    Orjolska državna tehnična univerza

    Oddelek za fiziko

    POVZETEK

    na temo: "Gunnov učinek in njegov vikor v diodah, ki delujejo v generatorskem načinu."

    Disciplina: "Fizikalne osnove mikroelektronike"

    Vikonav dijak skupine 3-4 Senatoriv D.G.

    Kerivnyk:

    Orel. 2000

    Gunnov učinek je tudi posledica diod, ki delujejo v generatorskem načinu.

    Za povečanje generiranja vibracij v nizkofrekvenčnem območju je mogoče odpraviti nepravilno usedanje fluidnosti elektronov kot funkcijo električne poljske jakosti v nekaterih povezavah prevodnikov, zlasti v galijevem arzenidu. Pri čemer imajo glavno vlogo procesi, ki se izvajajo v povezavi z brskalnikom, in ne v str - n-prehod. Generiranje nizkofrekvenčnih valov v homogenih delcih GaAs n-Tip s stacionarno električno poljsko jakostjo nad mejno vrednostjo je prvi odkril J. Gunn leta 1963 (zato jih pogosto imenujemo Gunn diode). V starodavni literaturi se imenujejo tudi nastavki z volumetrično nestabilnostjo drugače intervalni prenos elektronov, fragmenti aktivnih močnostnih diod nastanejo zaradi prehoda elektronov iz "centralne" energijske doline v "kotel", kjer jih odlikuje visoka učinkovitost in nizka krhkost. V tuji literaturi je ostalo ime podprto z izrazom TED ( Prenesena elektronska naprava).

    V šibkem polju je pretok elektronov velik in doseže 6000-8500 cm 2 /(Nd). Ko je poljska jakost večja od 3,5 kV/cm na del elektronov, ki se gibljejo v dolino "soda", se povprečna driftna fluidnost elektronov spremeni s povečanjem polja. Najvišja vrednost modula diferencialne krhkosti na padajočem trendu, približno trikrat nižja, manjša krhkost v šibkih poljih. Ko je poljska jakost višja od 15–20 kV/cm, lahko povprečna hitrost elektronov leži nad poljem in se približa 10 7 div/s, kar ni več nastavljeno , karakteristiko fluidnega polja pa je mogoče približno aproksimirati, kot je prikazano na sliki 1. Ura vzpostavitve negativne diferencialne prevodnosti (NDC) je vsota ur segrevanja elektronskega plina v "centralni" dolini (~10 -12 s za GaAs), ki je določena z enakomerno uro relaksacije v energiji. in ura prehoda med dolinami (~5-10 - 14 s).

    Možno bi bilo zaznati prisotnost padajočega dela karakteristike v območju NDC z enakomerno porazdelitvijo električnega polja enakomerno dopirane GaAs naprave, kar bi povzročilo pojav padajočega dela na tokovno-napetostnih karakteristikah diode , fragmenti Vrednost konvekcijskega toka skozi diodo je prikazana na naslednji način; - Območje je posekano; -Dovzhina srečanje med stiki. Na tej stopnji je za diodo značilna negativna aktivna prevodnost in jo je mogoče uporabiti za ustvarjanje in intenziviranje trkov, podobno kot tunelska dioda. Vendar pa je v praksi ustvarjanje takega režima v materialu prevodnika z NDC težavno zaradi nestabilnosti polja in volumskega naboja. Kot je prikazano v § 8.1, nihanje prostorninskega naboja v tem primeru vodi do povečanja prostorninskega naboja v skladu z zakonom

    ,

    de - zvezna dielektrična relaksacija; -koncentracija elektronov na izhodu n-GaAs. Istočasno, dokler ni uporabljena konstantna napetost Lokalni premik koncentracije elektronov vodi do pojava negativno nabite krogle (slika 2), ki se premika od katode do anode.



    Slika 1. Obseg hitrosti odnašanja elektronov kot funkcije električne poljske jakosti za GaAs je bil približno ocenjen.

    Slika 2. Preden razložimo postopek oblikovanja krogle, kopičenje homogeno dopiranega GaAs.


    Pod katodo je kontakt do točke, kjer se uporabi negativni potencial. Njihova notranja električna polja so pod vplivom in se prekrivajo s stacionarnim poljem, kar poveča jakost polja desno v krogli in jih spremeni (slika 2, a). Pretočnost elektronske desničarske krogle se spremeni, levičarske pa poveča. To je za nadaljnje povečanje kopičenja žoge, ki se zruši, in dokler se polje jasno ne spremeni v žogo (slika 2, b). Če kroglica volumskega naboja nukleira na katodi, delci v bližini katodnega kontakta ohma tvorijo območje z visoko koncentracijo elektronov in nizko električno poljsko jakostjo. Nihanja, ki se pojavijo v bližini anodnega kontakta, posledično se tok elektronov na anodo ne premakne naprej.

    Vendar pa je takšna delitev električnega polja nestabilna in se lahko zaradi dokazov o heterogenosti v videzu koncentracije, krhkosti ali temperature spremeni v istoimensko domena močnega polja. Moč električnega polja je povezana s koncentracijo elektronov v Poissonovih enačbah, saj je za univariatni izpad videti kot

    (1)

    Premik električnega polja v delu superprevodnega stekla se pojavi na vmesniku med delom volumetričnega naboja, negativno stranjo katode in pozitivno anodo (slika 3, a). V tem primeru fluidnost elektronov na sredini grafa pade točno na sl. 1. Elektroni na strani katode ustvarjajo elektrone na sredini celotnega odseka, kar poveča negativni naboj in ustvari kroglo, bogato z elektroni. Elektroni na strani anode se bodo premaknili naprej, za tem pa raste pozitivni naboj in nastane kroglica, v kateri. Posledica tega je nadaljnje povečanje polja v območju nihanja zaradi povečanja naboja na anodi in povečanja obsega dipolnega področja volumskega naboja. Če se napetost, uporabljena pred diodo, ohranja konstantna, se s povečanjem dipolne domene spremeni polje za njim (slika 3, b). Povečanje polja v domeni se doda, če je njegova likvidnost enaka likvidnosti elektronov v domeni. Očitno . Moč električnega polja v domeni (sl. 3, c) bo nižja od mejne napetosti, kar onemogoča prehod elektronov na velike razdalje v domeni in ustvarjanje druge domene, da doseže predhodno oblikovano na anodi. Po enournem ustvarjanju stabilne domene močnega polja postane tok od katode do anode skozi diodo nespremenjen.


    Slika 3. Pred razlago postopka oblikovanja dipolne domene.

    Ko je domena prisotna na anodi, se poljska jakost na vozlišču dvigne in ko doseže svojo vrednost, se začne ustvarjanje nove domene. Na tej točki strum doseže največjo vrednost, ki je višja od prejšnje (slika 4, c)

    (2)

    Ta način delovanja robotske Gannove diode se imenuje Preletimo režim. V načinu delovanja tečejo tokovi skozi diodo z impulzi, ki so usklajeni s periodo . Dioda ustvarja nizkofrekvenčni impulz pri tekoči frekvenci , kar je označeno predvsem z dozhzhko vzorca in šibko leži v prisotnosti prednosti (enako zvonjenje je opazil Gunn med spremljanjem vzorcev GaAs in InP).

    Elektronske procese v Gannovi diodi je verjetno mogoče obravnavati iz ravnotežja Poissonovih enačb, kontinuitete in polne jakosti toka, kar lahko vodi do naslednjega videza za enodimenzionalni rezultat:

    ; (3)

    . (4)


    Slika 4. Enakovredno vezje generatorja z uporabo Gunnove diode (a) in časovno odvisne napetosti (b) ter toka skozi Gunnovo diodo v načinu delovanja (c) in v načinih z zakasnitvijo (d) in v domeni gašenja ( e).

    Mitteva napetost na diodi. Zgornji tok se zaradi koordinat in funkcije ure ne poleže. Pogosto velja, da je difuzijski koeficient neodvisen od električnega polja.

    Pomembno je upoštevati parametre diode (stopnjo in profil materiala, do mejne vrednosti temperature in nad njo), kot tudi napetost in moč Gunnove diode kot generatorja in napajanja za nizkofrekvenčno območje, morda obdelava v različnih načinih: plavž, izmenjalni akumulacijski volumetrični naboj (ONOZ, v tuji literaturi LSA-Limited Space Charge Accumulation), hibridni, vsebujoči volumetrični naboj, ki teče, negativna prevodnost.

    Načini delovanja domene.

    Za domenske načine Gunnove diode je značilna prisotnost dipolne domene, ki je bila oblikovana v pomembnem delu nihajne dobe. Značilnosti stacionarne dipolne domene so obravnavane v [?], kjer je prikazano, da iz (1), (3) in (4) sledi, da sta fluidnost domene in največja poljska jakost v novi povezavi pravilo ravnih površin

    . (5)

    Podobni kot (5) so ravni, osenčeni na sliki 5 in obdani s črtami. Kot je razvidno iz slike, največja poljska jakost v domeni znatno presega poljsko jakost domene in lahko doseže več deset kV/cm.


    Slika 5. Vrednost parametrov za dipolno domeno.

    Slika 5 b prikazuje nivo napetosti v domeni od jakosti električnega polja za njim, domena de-domene (slika 3, c). Na istem mestu je bil pri nastavitvi napetosti ustvarjen "direktni kontakt" za napajanje napetosti, da se zagotovi konstantna napetost na diodi. Križna točka A označuje napetost v domeni in poljsko jakost za njo. Materini sled je, da se pod stalnim stresom pokvari domena Vendar pa se to lahko zgodi tudi, če se v procesu premikanja domene na anodo napetost na diodi spremeni v vrednost (črtkana črta na sliki 5, b). Če dodatno zmanjšate napetost na diodi, tako da je na domeni manj napetosti, bo domena, ki je vključena, razrešena. Ekstinkcijska napetost ustreza navoru "neposrednega prečka" na črto na sliki 5, b.

    Tako je napetost, prisotna v domeni, manjša od mejne napetosti, ki jo ustvari domena. Kot je razvidno iz slike 5, se zaradi ostrega nivoja presežne napetosti na domeni v obliki poljske jakosti v domeni polje v domeni in fluidnost v domeni malo spremenita pri spreminjanju napetosti na diodi . Nadzemna napetost je prisotna v domeni. Že pri Likvidnost domene se nekoliko razlikuje od likvidnosti nasičenosti in se lahko približno poveča, zato je tekalna frekvenca kot značilnost diode določena z:

    (6)

    Domena mora ostati pri koncentraciji donorske hiše, kot tudi napetost na diodi, in postati 5–10 µm. Spremembe v koncentraciji hiše vodijo do razširitve domene za velikost povečane žoge. Nastanek domene poteka v zadnji uri in je povezan z vzpostavitvijo negativne diferencialne prevodnosti in povečanjem volumetričnega naboja. Stalno povečanje volumetričnega naboja kot majhno povečanje temperature je povezano z enakomerno dielektrično relaksacijo in je označeno z negativnim diferencialnim trenjem in koncentracijo elektronov. Pri največji vrednosti je takrat ura namestitve ODP krajša. Tako je čas nastanka domene označen s procesom ponovnega praznjenja volumetričnega naboja. Odvisno je od heterogenosti polja, stopnje poravnave in uporabljene napetosti.


    Fig6. Diod Ganna.

    Pomembno je vedeti, da bo Domena v celoti oblikovana v eni uri:

    de ukrivljen. Smiselno je govoriti o domenskih načinih, ker lahko domeno nastane v eni uri s tokom elektronov iz očesa. Na podlagi miselne osnove dipolne domene oz .

    Imenuje se vrednost dodatne koncentracije elektronov ob koncu dneva kritično in pomenijo. To je pomembno med domenskimi načini Gunnove diode in načini s stabilno porazdelitvijo električnega polja v enakomerno dopiranem delcu. Ko domena močnega polja ni potrjena in se prikliče simbol stabilno.Če je mogoče, obstajajo različni načini domene. Kriterij vrste je pravičen, strogo očiten, samo za strukture, ki imajo veliko manjše dimenzije prečnega prereza med aktivno kroglo med katodo in anodo: (slika 6, a), kar kaže na enodimenzionalno zasnovo in je značilno za ravninsko. in mezastrukture. Strukture s tankimi vlakni (slika 6, b) imajo epitaksialno aktivno kroglico GaAs 1 V prihodnosti ga lahko zamenjate z visoko odporno podlogo 3 in izolacijska dielektrična talina 2 , viconanoi, na primer SiO 2. Ohmski anodni in katodni kontakti so pripravljeni z metodami fotolitografije. Prečno velikost diode lahko izenačimo z njeno dolžino. V tem primeru volumetrični naboji, ki se vzpostavijo med oblikovanjem domene, ustvarjajo notranja električna polja, ki vplivajo ne le na poznejšo komponento, temveč tudi na prečno komponento (slika 6, c). To bo povzročilo, da bo sprememba polja izenačena z istimi podatki. Z majhno količino aktivnega taljenja, če je merilo prisotnosti nestabilnosti domene zamenjano z umom. Za takšne strukture s stabilno porazdelitvijo električnega polja je lahko večja.

    Ura ukalupljenja domene ni kriva za preizpostavljenost NHF Kolivan. Obstaja torej še en razlog za propadajočo domeno, iz katerega lahko odstranimo (1) .

    Odvisno od trajanja in obdobja UHF vibracij, kot tudi vrednosti konstantne napetosti in amplitude visokofrekvenčne napetosti, se lahko izvajajo naslednji načini domene: način delovanja, način z blokiranjem domene, zatiranje (gašenje) način za domeno. Procese, ki se pojavljajo v teh načinih, bomo upoštevali za namen delovanja Gannove diode v obliki vzporednega kolateralnega vezja z aktivnim nosilcem na resonančni frekvenci in življenjsko dobo diode kot napetostnega generatorja z majhno notranjo podpora (div. sl. 4, a). Ko se napetost na diodi spremeni po sinusnem zakonu. Generacija je možna za.

    Z malo podpore, prednosti, če , de - Gunnova dioda deluje v šibkih poljih, amplituda visokofrekvenčne napetosti je majhna in napetost diode presega mejno vrednost (div. Slika 4, b, krivulja 1). Tukaj pride mesto prej obravnavanega načina delovanja, če je po nastanku domene strum skozi diodo izgubljen stabilen in enak (razdel. sl. 9.39, c). Ko je domena znana, strum naraste na . Za GaAs. Frekvenca tresljajev v načinu delovanja je enaka. Fragmenti namestitve so nizki, učinkovitost Generatorji Gunn diode, ki delujejo v načinu delovanja, so majhni in ta način praktično ne dopušča stagnacije.

    Pri delovanju diode na vezju z visoko podporo, če je lahko amplituda izmenične napetosti velika, tako da v delčku obdobja ublažitve postane napetost na diodi nižja od praga (kot dokazuje krivulja 2 na sliki 4, b). Kakšna sramota je govoriti o tem način z zaklepnim oblikovanjem domene. Domena se vzpostavi, če napetost na diodi preseže mejo, nato pa v trenutku (div. Slika 4, d). Ko je domena odobrena, se hitrost pretoka spremeni v in se izgubi za takšno časovno obdobje, ki teče v domeno. Ko je na anodi v času ure domena, je napetost na diodi nižja od praga in dioda je aktivna podpora. Napetost spreminjajte sorazmerno z napetostjo na diodi, dokler napetost ne doseže največje vrednosti, napetost na diodi pa je enaka pragu. Začne se ustvarjanje nove domene in celoten postopek se ponovi. Resnost impulza toka je enaka uri pozne odobritve nove domene. Ura oblikovanja domene ni pomembna. Očitno je takšen način mogoč, saj je ura pretoka med in frekvenco zvoka, ki nastane .

    S še večjo amplitudo visokofrekvenčne napetosti, kar prikazuje krivulja 3 na sliki 4, b se lahko zdi, da je najmanjša napetost na diodi manjša od napetosti diode. način iz ugasnjene domene(Div. Slika 4, d). Domena nastane v trenutku in se sprosti v trenutku, ko začne nastajati nova domena, potem ko napetost preseže mejne vrednosti. Fragmenti domene, povezani z dosegom anode, lahko pretok elektronov med katodo in anodo, ko domena ugasne, preseže obdobje kolokacije: . Na ta način je režim v načinu gašenja. Zgornje območje frekvenc, ki se generirajo, je obdano z umom in lahko postane.

    Elektronska učinkovitost Generatorje, ki temeljijo na Gunnovih diodah, ki delujejo v domenskih načinih, je mogoče izračunati z razširitvijo četrte funkcije struma (div. slika 4), da bi našli amplitudo prvega harmonika in stacionarnega shranjevalnega struma. Vrednost učinkovitosti ležijo v odtoku , , , in pri optimalni vrednosti ne presega 6% za GaAs diode v načinu z blokirno domeno. Elektronska učinkovitost Način zatiranja ima nižjo domeno, način zatiranja pa nižjo domeno.

    način VONOS.

    Mnogo kasneje so bili predstavljeni domenski načini in razširjeni na Gann diode. volumetrični način kopičenja naboja. To se zgodi pri konstantnih napetostih na diodi, ki pogosto presegajo mejne vrednosti, in pri velikih amplitudah napetosti pri frekvencah, ki so pogosto višje od pogonske frekvence. Za izvedbo načina ONOS so potrebni vhodi z enakim profilom zdravljenja. Enakomerno porazdelitev električnega polja in koncentracijo elektronov po daljšem času zagotavlja hitra sprememba napetosti na diodi. Če je interval ene ure, v katerem električna poljska jakost prehaja skozi območje značilnosti ODP, veliko krajši od ene ure nastanka domene, potem ni opazne prerazporeditve polja in volumskega naboja po koncu obdobja. . Pretočnost elektronov v vsaki napravi je »sled« spremembe električnega polja, pretok skozi diodo pa je označen z nanosom pretočnosti polja (slika 7).

    Tako se v načinu ONOZ, da se energija generatorja pretvori v energijo NHF-trka, ustvari negativna prevodnost diode. V tem načinu je v večini obdobja trivalnost napetosti na diodi manjša od praga in ostane v stanju, za katerega je značilen pozitiven pretok elektronov, tako da se lahko povrne volumenski naboj, kar bi lahko v eni uri, če je bilo električno polje v diodi nad pragom.

    V mislih šibkega povečanja napolnjenosti v eni uri blizu bomo zapisali v razgled , de ; -Povprečna vrednost negativne diferencialne krhkosti elektronov v regiji. Raztapljanje volumetričnega naboja v eni uri bo učinkovito, če ; i-konstantni čas dielektrične relaksacije in krhkosti elektronov v šibkem polju.

    S spoštovanjem , , maêmo. Ta neenakost je določena z intervalom vrednosti, od katerega se ne izvaja način ONOZ.

    Elektronsko učinkovitost generatorja, ki uporablja Gunnovo diodo v načinu BONOZ, je mogoče razširiti v obliko strume (slika 7). pri največja učinkovitost. znaša 17 %.


    Slika 7. Časovno merjenje pretoka na Hannovi diodi v načinu ONOZ.

    V domenskih načinih je ustvarjena frekvenca tresljajev približno enaka frekvenci delovanja. Zato je večina Gannovih diod, ki delujejo v domenskih načinih, povezana z delovnim frekvenčnim območjem viraz.

    izraženo v GHz in v mikronih. V načinu ONOZ lahko izčrpanost diode leži na delovni frekvenci velikokrat pred izčrpanostjo diode, ki deluje na istih frekvencah v domenskih načinih. To vam omogoča znatno povečanje napetosti generatorjev v načinu ONOZ v primerjavi z generatorji, ki delujejo v domenskih načinih.

    Obravnavani procesi v Gunnovi diodi v domenskih načinih so v bistvu idealizirani in se izvajajo pri zelo nizkih frekvencah (1-3 GHz), kjer je obdobje nastajanja domene krajše od ene ure, izhod pa diode je veliko večja kot domena v ekstremnih pogojih . Najpogosteje Gannove diode v neprekinjenih načinih zmagujejo pri višjih frekvencah v tako imenovanih hibridnih načinih. Hibridni načini Delovanje Gannovih diod med ONOS in domenskimi načini. Za hibridne režime je značilno, da vzpostavitev domene vzame večji del razvojnega obdobja. Domena, ki ni v celoti oblikovana, bo razrešena, če napetost diode pade na vrednost pod pragom. Jakost električnega polja v območju naraščajočega volumetričnega naboja je bistveno večja od praga. Procesi, ki se pojavljajo v diodi v hibridnem načinu, so analizirani iz stagnacije EOM na različnih nivojih (1), (3) in (4). Hibridni načini zavzemajo širok razpon vrednosti in so manj občutljivi na parametre vezja, kot je način ONOZ.

    Način ONOS in hibridni načini delovanja Gunnove diode so razširjeni na načine s "hudimi" samovzbujanji, za katere je značilna prisotnost negativne elektronske prevodnosti v amplitudi visokofrekvenčne napetosti. Uvedba generatorja v hibridni način (pa tudi način ONOZ) je kompleksna naloga in je odvisna od končnega prehoda izhoda iz obratovalnega v hibridni način.




    Slika 8. Elektronska učinkovitost generatorjev na osnovi Gunnovih diod in GaAs za različne načine delovanja:

    1-z zatrimkoy oblikovanje domene

    2. ugasla domena

    Slika 9. Časovno trajanje napetosti (a) in pretoka (b) Gunnove diode v načinu povečanega izkoristka.


    3-hibrid

    Konstrukcije in parametri generatorjev na osnovi Gunnovih diod.

    Slika 8 prikazuje vrednosti največje elektronske učinkovitosti. Gunnova dioda iz GaAs v različnih načinih delovanja. Očitno vrednost ne presega 20%. Povečajte učinkovitost Generatorji na osnovi Hannovih diod se lahko uporabljajo za načrtovanje zložljivih sistemov sežiganja, kar omogoča zagotavljanje časovnega pritiska toka in napetosti na diodi, prikazano na sliki 9. Razširjena funkcija i v seriji štirih pri Daje vrednost elektronske učinkovitosti 25 % za GaAs Gunn diode. Dovolj je, da se približamo optimalni krivulji, medtem ko nadomestimo druge harmonike napetosti. Drug način za izboljšanje učinkovitosti leži v bližini zbirke materialov velikih uprizoritev Hannovih Diod. Tako za indijev fosfid doseže 3,5, kar poveča teoretično elektronsko učinkovitost diod na 40%.

    Spominska sled elektronske učinkovitosti. generatorjev na osnovi Gunnovih diod spreminja pri visokih frekvencah, če se nihajna doba izenači s časom vgradnje NDC (kar se kaže že pri frekvencah ~30 GHz). Vztrajnost procesov, ki kaže na shranjevanje povprečne driftne fluidnosti elektronov v polju, povzroči spremembo protifaznega toka shranjevanja diode. Mejne frekvence Gunnovih diod, povezanih s tem pojavom, so ocenjene na ~100 GHz za naprave GaAs in 150–300 GHz za naprave InP.

    Izhodna napetost Gannovih diod je med seboj povezana z električnimi in toplotnimi procesi. Infuzijo preostale vode je treba izvesti do največjega tlaka, pogostost, pri kateri se zdi stabilna, pa je določena z dovoljenim pregrevanjem konstrukcije, toplotnimi lastnostmi materiala in učinkovitostjo elektronike. in spomin na obdobje. Izmenjava v električnem načinu je posledica dejstva, da je pri visoki izhodni napetosti amplituda vibracij videti izenačena s konstantno napetostjo na diodi: .

    V domenskih načinih to je očitno maêmo:

    ,

    de-ekvivalentna podpora za prednost, nadzavarovanje pred črpanjem diode in sodoben modul aktivne negativne podpore LPD.

    Največja električna poljska jakost v domeni bistveno presega povprečno vrednost polja v diodi, hkrati pa je manj odgovorna za prebojno napetost, ki povzroča plazoviti proboj materiala (za GaAs ). Upoštevajte dovoljene vrednosti električnega polja.

    Tako kot pri LPD so pri zelo nizkih frekvencah (v centimetrskem območju) največje vrednosti izhodne napetosti Hannovih diod določene s toplotnimi učinki. V milimetrskem območju postane gostota aktivnega območja diod, ki delujejo v domenskih načinih, majhna in preglasi vezja električne narave. V neprekinjenem načinu se lahko v območju treh centimetrov zmanjša moč ene diode na 1-2 W pri učinkovitosti do 14%; pri frekvencah 60-100 GHz - do 100 WW z učinkovitostjo na enoto na stotine. Za generatorje z Gunn diodo je značilen bistveno nižji frekvenčni šum kot za LPD generatorje.

    Način ONOS je bistveno izboljšan z enakomerno porazdelitvijo električnega polja. Poleg tega je lahko konec leta, ki deluje v tem načinu, pomemben. Zato je lahko amplituda nizkofrekvenčne napetosti na diodah v načinu ONOS za 1-2 reda velikosti višja od napetosti v domenskih načinih. Tako se lahko izhodna napetost Gunnovih diod v načinu ONOS poveča za več vrst velikosti, kar je enako tistim v domenskih načinih. Za način ONOZ je prvi načrt toplotna izmenjava. Gunn diode v načinu ONOZ delujejo najpogosteje v impulznem načinu z visoko hitrostjo in ustvarjajo do enega kilovata v centimetrskem območju.

    Frekvenca generatorjev na osnovi Gunnovih diod je določena predvsem z resonančno frekvenco kolivalnega sistema glede na amnezijsko prevodnost diode in jo je mogoče spreminjati v širokem območju z mehanskimi in električnimi metodami.


    Pri hvylevodnem generatorju(Slika 10, a) Gunnova dioda 1 namestitve med širokimi stenami ravno rezane bakrene žice in koncem kovinske palice. Napetost premika se napaja preko vhoda za plin 2 , ki je rezultat pojava četrtinčnih koaksialnih linij in služi za pogon prodora UHF v sulico oživljajoče naprave. Resonator nizke kakovosti se ustvari z uporabo diodnih pritrdilnih elementov v hvilevodu. Frekvenca generatorja se spreminja s pomočjo varaktorske diode 3 , gojen na pvvhviliovy vídstanі in nameščen na vílvodí podobno kot Gann dioda. Pogosto vključujejo tuljavo s spremenjeno višino, ki je povezana z izhodnim kablom standardnega četrtžičnega transformatorja.

    Slika 10. Krmiljenje generatorjev z Gunn diodami:

    a-khvilvodne; b-mikrotrak; zaradi izmenične frekvence YIG-sfere

    Mikro moški dizajn(Sl. 10, b) dioda 1 vključki med bazo in moškim vodnikom. Za stabilizacijo frekvence se uporablja visokokakovosten dielektrični resonator 4 Vidite lahko disk z dielektrikom z nizkimi izgubami in visokimi vrednostmi (na primer z barijevim titanatom), nameščenim v bližini prevodnika MPL s širino . Kondenzator 5 služijo za sub-lantzyug življenje in pot NHF. Življenjska sila se dovaja skozi ohišje plina 2 , ki je sestavljen iz dveh četrtin vilic MPL z različnimi nosilci vilic, linija z majhno podporo pa je odprta. Uporaba visokonapetostnih dielektričnih resonatorjev s pozitivnim koeficientom temperaturne frekvence omogoča ustvarjanje oscilatorjev z majhnimi razlikami v frekvenci pri spreminjanju temperature (~40 kHz/°C).

    Ponovno zagnati generatorje glede na frekvenco na osnovi Gunnovih diod je mogoče izdelati iz stagnirajočih monokristalov glavkomskega granata (slika 10, c). Frekvenca generatorja se na trenutke spremeni s pomočjo resonančne frekvence kakovostnega resonatorja, ki izgleda kot YIG krogla majhnega premera, zaradi sprememb v magnetnem polju. Največja prenapetost je dosežena v diodah brez ohišja, ki imajo minimalne reaktivne parametre. Visokofrekvenčno vezje diode je sestavljeno iz kratkega zavoja, ki obdaja kroglo YIG 6 . Povezava med vhodnim in izhodnim krogom je posledica medsebojne induktivnosti, ki zagotavlja YIG-kroglo in pravokotno razporejene zavoje povezave. Razpon električne moči takšnih generatorjev, ki se pogosto uporabljajo v avtomatskih vibracijskih napravah, doseže oktave z izhodno napetostjo 10-20 mW.


    Slika 11. Enakovredno vezje Gunnove diode je bilo prilagojeno.

    Podporniki na Gannovih diodah.

    Zelo zanimiv je razvoj ojačevalnikov na Gunnovih diodah, zlasti za milimetrsko območje dolžine hvil, kjer je stagnacija nizkofrekvenčnih tranzistorjev medsebojno povezana. Pomembna naloga ustvarjanja ojačevalnikov na Hannovih diodah je zagotoviti stabilnost njihovega dela (stabilizacija diode) in zatreti oscilacije domenskega tipa z nizkim signalom. To lahko dosežemo s spremembo parametra diode, nastavitvijo diode z zunanjo sulico, izbiro legiranega profila diode, spremembo prečnega prereza ali nanosom dielektrične taline na sliko. Kako ojačevalci stagnirajo kot diode planarnih in meza struktur, ki kažejo negativno prevodnost pri napetostih, višjih od praga, v širokem frekvenčnem območju blizu delovne frekvence in vikorist kot regenerativni ojačevalci vibrirajočega tipa obtočno črpalko na vhodu, pa tudi večje zlaganje fluidne strukture, pri katerih nastane volumetrični pojav naboja v materialih z EDP, imenovanih pogosto trupi, ojačani s tankimi vlakni za vožnjo(UBV).

    V podkritično legiranih diodah pri nemogoče je določiti domeno, kaj teči, kako se spopasti s stresom, kaj preseči prag. Kot znak okvare je za podkritične diode značilna negativna ekvivalentna podpora pri frekvencah, ki so blizu pogonske frekvence, pri napetostih, ki presegajo meje. Uporabljajo se lahko v obliki krepitve. Vendar se zaradi majhnega dinamičnega razpona in koeficienta povečanega smradu najde stagnacija.

    Stabilnost negativne prevodnosti v širokem razponu frekvenc, do 40%, je realizirana v diodah z pri nizki napetosti (~8–15 µm) in napetosti . Pri nižjih napetostih je nastajanje preprečeno, saj je povečano napetost mogoče pripisati spremembam v NDP materiala zaradi povišane temperature naprave.

    Za strukturo heterogene tvorbe slike je mogoče vzeti enakomerno porazdelitev električnega polja na koncu cikla in stopnjo intenzifikacije v široki mešanici frekvenc (slika 12, a). Ker je v bližini katode ozka, rahlo dopirana kroglica debeline približno 1 mikrona, moti vbrizgavanje elektronov iz katode in povzroči močno povečanje električnega polja. Povečana koncentracija energije po izpustu iz anode neposredno na anodo vmes omogoča doseganje enakomernosti električnega polja. Postopki dohodka iz takega profila bodo zahtevali sklenitev zavarovanja za EOM.


    Slika 12. Profil plastenja (a) in porazdelitev polja (b) v Gannovi diodi z katodnim območjem z visoko upornostjo.

    Za obravnavane vrste ojačevalcev je značilen širok dinamični razpon, učinkovitost 2–3 % in koeficient hrupa ~10 dB v centimetrskem območju.



    V teku je razvoj spodbujevalnih tuljav iz tankih vlaken (slika 13), ki bodo zagotavljale enosmerno krepitev v širokem razponu frekvenc in ne bodo povzročale stagnacije ločilnih obtočnih črpalk. Poganja ga epitaksialna GaAs kroglica 2 debelina (2-15 mikronov), rast na blazinici z visoko odpornostjo 1 . Ohmski katodni in anodni kontakti se nahajajo na eni strani drugega in zagotavljajo drift elektronike, ko je nanje priključena konstantna napetost. Dva stika 3 Istočasno se za uvajanje in prenos nizkofrekvenčnega signala iz naprave uporablja Schottkyjeva palica širine 1-5 mikronov. Vhodni signal, ki se dovaja med katodo in prvi Schottkyjev kontakt, povzroči, da tok elektronov poveča volumski naboj, ki se spremeni v amplitudi, ko doseže anodo s faznim zamikom.

    Slika 13. Shema namestitve ojačevalnika moči iz tankih vlaken za delovanje na GaAs s poznim odmikom.

    Za delovanje ojačevalnika je potrebno ves čas zagotavljati enakomernost taline in enakomernost električnega polja. Napetost, uporabljena za BWL, leži v območju GaAs NDC, tako da ko . V tem primeru pride do povečanja volumetričnega naboja, ko tok vode teče. Stabilna, homogena porazdelitev električnega polja je dosežena v UWV z uporabo filamentov nizke vrednosti in prevleko flotov GaAs z dielektrikom visoke vrednosti.

    Suspenzija glavnih nivojev elektronov za enovalovno razelektritev (1), (3), (4) in način majhnega signala, če so konstantni konvekcijski tok, električna poljska jakost in jakost naboja večji od amplitude sprememb, ki jih skladišča (), prenesite na razpršeno raven za stabilno širino, kar lahko izboljša videz obeh kril.

    Eden od njih je neposreden sklep, da obstaja stalen tok od katode do anode s fazno fluidnostjo in amplitudo, ki se spreminja po zakonu:

    kje je čas za kolaps elektronike na vhodu? Na področju EDP in neposredne bolečine narašča. Drugi val je obratni, širi se od anode do katode in razpada z amplitudo, kot je . Difuzijski koeficient za GaAs postane Zato prehod hitro ugasne. W (9) faktor moči (dB)

    (10)

    Rezultat za (10) z і daje moč približno 0,3-3 dB/µm. Spominska sled kaže (10), da je jasno, jasno. Nediskriminatorna uporaba tega za sproščanje nakopičenih zvitkov volumetričnega naboja lahko vodi v smrt z močnim dotokom marginalnih umov z majhno količino pljuvanja, fragmenti naloge so krivi, da se vidijo kot dvosvetni. Zagotoviti je treba tudi difuzijo elektronov, ki omejuje frekvenčno območje, kjer je možno ojačanje. Razlike potrjujejo možnost zmanjšanja ojačanja WB za ~ 0,5–1 dB/μm pri frekvencah 10 in več GHz. Podobne naprave je mogoče uporabiti na enak način kot fazne prestavnike s keramično prevleko in UHF trim linije.

    [L]. Berezin in v. Elektronska nastavitev nizkofrekvenčne frekvence. - šola M. Vishcha 1985.