Министерство образования Российской Федерации
    
    ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
    
    
    Кафедра физики
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    РЕФЕРАТ
    на тему: "Эффект Ганна и его использование, в диодах, работающих в генераторном режиме".
    
    Дисциплина: "Физические основы микроэлектроники"
    
    
    
    
    
    Выполнил студент группы 3-4 Сенаторов Д.Г.
    Руководитель:
    Оценка:
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Орел. 2000
    
    Эффект Ганна и его использование, в диодах, работающих в генераторном режиме.
     Для усиления и генерации колебаний СВЧ-диапазона может быть использована аномальная зависимость скорости электронов от напряженности электрического поля в некоторых полупроводниковых соединениях, прежде всего в арсениде галлия. При этом основную роль играют процессы, происходящие в объеме полупроводника, а не в p-n-переходе. Генерацию СВЧ-колебаний в однородных образцах GaAs n-типа при напряженности постоянного электрического поля выше порогового значения впервые наблюдал Дж. Ганн в 1963 г. (поэтому такие приборы называют диодами Ганна). В отечественной литературе их называют также приборами с объемной неустойчивостью или с междолинным переносом электронов, поскольку активные свойства диодов обусловлены переходом электронов из "центральной" энергетической долины в "боковую", где они характеризуются большой эффективной массой и малой подвижностью. В иностранной литературе последнему названию соответствует термин ТЭД (Transferred Electron Device).
     В слабом поле подвижность электронов велика и составляет 6000-8500 см2/(Вс). При напряженности поля выше 3,5 кВ/см за счет перехода части электронов в "боковую" долину средняя дрейфовая скорость электронов уменьшается с ростом поля. Наибольшее значение модуля дифференциальной подвижности на падающем участке примерно втрое ниже, чем подвижность в слабых полях. При напряженности поля выше 15-20 кВ/см средняя скорость электронов почти не зависит от поля и составляет около 107 см/с, так что отношение , а характеристика скорость-поле может быть приближенно аппроксимирована так, как показано на рис.1. Время установления отрицательной дифференциальной проводимости (ОДП) складывается из времени разогрева электронного газа в "центральной" долине (~10-12 с для GaAs), определяемого постоянной времени релаксации по энергии и времени междолинного перехода (~5-10-14 с).
     Можно было бы ожидать, что наличие падающего участка характеристики в области ОДП при однородном распределении электрического поля вдоль однородно легированного образца GaAs приведет к появлению падающего участка на вольт-амперной характеристике диода, поскольку значение конвекционного тока через диод определяется как , где ; -площадь сечения; -длина образца между контактами. ............