АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Разработка тестового транзистора

Читайте также:
  1. IV. Разработка законопроектов
  2. IV. Разработка файла Отчет
  3. Источник: собственная разработка
  4. Источник: собственная разработка на основе статистических данных организации
  5. Конфигурация тестового стенда.
  6. Методическая разработка воспитательного (зачетного) дела
  7. Методическая разработка для студентов 2 курса лечебного факультета по дисциплине «Гигиена с основами экологии человека. Военная гигиена»
  8. Методическая разработка и требования, предъявляемые к ней
  9. Методическая разработка лекции «О структурной неоднородности мышления» (студент А.О.)
  10. Нахождение и разработка основных «опорных» мышц
  11. Понятие и сущность маркетинговых коммуникаций. Разработка коммуникационной политики
  12. Проверить свои знания с использованием тестового контроля

При разработке усилителя необходимо выбрать тип транзистора. Малошумящие усилители СВЧ диапазона могут разрабатываться на основе GaAs HEMT [5], [8],[3],[4], GaAs pHEMT[7], InP (изоморфные) pHEMT[6] и GaN pHEMT (ИСВЧПЭ РАН).

Автор [1] приводит таблицу с некоторыми параметрами материалов:

Таблица 2. Свойства некоторых материалов, используемых в микроэлектронике.

Свойство GaAs InP GaN Si
Полуизолирующие свойства подложки Есть Есть Есть Нет
Сопротивление, Ом∙см 107-109 ~107 >1010 103-105
Диэлектрическая проницаемость 12.9   8.9 11.7
Подвижность электронов, см2/В∙с        
Скорость насыщения электронов, см/с 1.3×107 1.9×107 2.3×107 9×106
Радиационная стойкость Очень хорошая Хорошая Превосходная Низкая
Плотность, г/см3 5.3 4.8 6.1 2.3
Теплопроводность, Вт/см∙С° 0.46 0.68 1.3 1.45
Рабочие температуры, С°     >500  
Ширина запрещенной зоны, эВ 1.42 1.34 3.39 1.12
Поле пробоя, кВ/см     ≥5000 ≈300

 

Транзисторы типа GaAs HEMT являются наиболее распространенными, так как технология изготовления транзисторов на подложках из GaAs является хорошо отработанной. GaAs обладает высокой подвижностью электронов, что позволяет использовать его для изготовления высокоскоростных приборов. Также с точки зрения радиационной стойкости GaAs является интересным материалом для космических приложений. Однако, как видно из таблицы 2, его применение для разработки мощных устройств сопряжено с определенными трудностями, в связи с низкой теплопроводностью и сравнительно низким значением поля пробоя. Поэтому широко исследуются новые материалы для изготовления транзисторов.

Рис. 7. Типичная структура GaAs HEMT.[1]

Технология изготовления транзисторов на кристаллах из InP является очень дорогой, так как сами подложки очень дороги и хрупки. Основная область применения устройств на основе или с добавлением InP – это малошумящие приложения. Благодаря высокой плотности носителей в канале и высоким значениям подвижности электронов InGaAs, устройства на InP демонстрируют превосходные шумовые и усилительные характеристики. Несмотря на перечисленные достоинства кристаллов InP, их применение для радиационно-стойких приложений ограниченно в связи с невысоким значением пробивного напряжения и невысокой радиационной стойкостью.

Рис. 8. Структура HEMT на подложке InP.[1]

Для GaN не существует технологии выращивания бездефектных кристаллов большого диаметра. Поэтому структуры на основе GaN выращивают с помощью эпитаксии на подложках из SiC и сапфира с использованием буферных слоев. При этом GaN позволяет создавать структуры способные работать при повышенных температурах, напряжениях пробоя, стойкие к радиационному воздействию, с повышенной концентрацией носителей в канале. С точки зрения стойкости к радиационному воздействию этот материал является наиболее многообещающим из всех вышеперечисленных.

Рис. 9. Структура pHEMT на основе GaN.[13]

Кроме свойств материала и параметров роста гетероструктуры, на характеристики СВЧ полупроводниковых транзисторов сильно влияет форма и геометрические параметры отдельных топологических элементов прибора. В частности, частота отсечки увеличивается с уменьшением длины затвора транзистора, а форма затвора влияет на значение Cg.

Таблица 3. Характеристики некоторых СВЧ-транзисторов.

Тип прибора     Характеристики GaAs HEMT [13] GaAs/InP pHEMT[14] InP HEMT[15] GaN HEMT(сапфир)[16]
Длина затвора, мкм 0,25 0,1 0.15 0,18
G, дБ 7,0(300 К) 7,2(300 К) 5.0-6.6 9/11,6
FMIN, дБ 2,1(300 К) 1.2(300 К) 1.4-2.5 1,1/0,48
F, ГГц       18/12

 

Как можно видеть, коэффициент шума транзисторов, выполненных с добавлением InP или на подложках из InP, значительно превышает коэффициент шума транзисторов, разработанных с применением других материалов. С другой стороны, GaN демонстрирует неплохое усиление и коэффициент шума, правда в другом частотном диапазоне.


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)