Дослідження повного опору лавинно-пролітних транзисторів на високих частотах

В. Ф. Яремчук, О. Є. Фальштинська

Д осягнення мікроелектронної схемотехніки реалізовані в обчислювальній техніці та системах керування поставили завдання створення нових перетворювачі в , в тому числі з частотним входом. Використання в якості інформативного параметру частоти дозволяє уникнути застосування аналого-цифрових перетворювачів при обробці інформації, що знижує вартість систем контролю і управління. Тому, на сьогодні постає необхідність розробки якісно нових теоретичних підходів до створення мікроелектронних вимірювальних перетворювачів, розробки їх схем та конструкцій.

Виходячи з вище сказаного, для досягнення поставленої мети практичний інтерес представляють експериментальні дослідження повного опору структур типу p - n - i - p , з подальшим їх використанням в якості активних елементів вимірювальних перетворювачів параметрів навколишнього середовища.

Дана робота присвячена дослідженню функціональних залежностей реактивних властивостей транзисторних структур p - n - i - p типу в щирокому частотному діапазоні при дії зовнішніх фізичних факторів.

Результати дослідження повного опору p - n переходів транзисторних структур p - n - i - p типу від частоти змінного сигналу представлено нижче.

Рис. 1   Експериментальні залежності активної складової повного опору колекторно – емітерного p - n переходу лавинно-пролітного транзистора від частоти змінного сигналу

Рис. 2. Експериментальні залежності реактивної складової повного опору колекторно – емітерного p - n переходу лавинно-пролітного транзистора від частоти змінного сигналу

Рис. 3. Експериментальні залежності активної складової повного опору база - колекторного p - n переходу лавинно-пролітного транзистора від частоти змінного сигналу

Рис. 4. Експериментальні залежності реактивної складової повного опору база -колекторного p - n переходу лавинно-пролітного транзистора від частоти змінного сигналу

Рис. 5. Експериментальні залежності активної складової повного опору база – емітерного p - n переходу лавинно-пролітного транзистора від частоти змінного сигналу

Рис. 6.   Експериментальні залежності реа ктивної складової повного опору база – емітерного p - n переходу лавинно-пролітного транзистора від частоти змінного сигналу

Дослідження реактивного опору p - n переходів транзисторних структур p - n - i - p типу при зміні частоти показали, що повний опір p - n переходів має   змінний характер. Цей ефект пояснюється тим, що індуктивна компонента виникає за рахунок модуляції опору бази нерівноважними носіями, коли їх концентрація дорівнює концентрації основних [1], а ємнісна складова, як наявність дифузної ємності, що залежить від частоти.

Дослідження реактивного опору p - n переходів від частоти змінного струму виявило складну залежність. Для пояснення якої є необхідним створення математичних моделей p - n переходів даних транзисторів.

Таким чином, аналізуючи експериментальні дослідження, з одного боку, ми можемо стверджувати перспективність використання реактивних властивостей мікроелектронних приладів для створення вимірювальних перетворювачів, які мають частотний вихід, оскільки як добре видно з експериментальних даних частота суттєво впливає на повний опір даних транзисторів, а з другого боку – відображають досить недостатнє вивчення процесів, що відбуваються під час впливу частоти на напівпровідниковий елемент, що є безпосередньою причиною відсутності коректних математичних моделей детального опису таких перетворювачів.

Література:

1. Осадчук О.В. Мікроелектронні частотні перетворювачі на основі транзисторних структур з від’ємним опором. –Вінниця: « Універсум-Вінниця » , 2000. – 303 с.