Рефераты по Физике

Физика туннельного диода

Страница 11

Таблица 1

Основные параметры полупроводниковых материалов и туннельных диодов, изготовленных из них

Полупроводник  

m*/m0

E0, эв

I1/I2

U1, мв  

u3 , мв  

t*макс, °С  

R− С, сек  

I1/C, ма/пф  

Ge

Si

GaAs

InSb

GaSb  

0.l5

0.27

0.06

0.04

0.20  

0.65

1.10

1.35

0.18

0.70  

10 − 15

3 − 4

40−70

7 − 10

15 − 20  

40−70

80−100

90−120

—

30−50  

450

700

1000

200

450  

250 400

600

25

300  

0.5·10−9

0.2·10−8

0.1·10−9

0.5·10−11

0.1·l0−19  

0.3 − 1

<0.5

10-15

—

—

* Температура, при которой исчезает участок отрицательного сопро­тивления.

Свойства туннельного диода зависят не только от степени концентрации примесей, но и от типа самого материала. Вероятность туннельного эффек­та возрастет с уменьшением ширины запрещенной зоны Eg и эффективной массы m*. Поэтому для туннельных диодов же­лателен материал с малыми значениями Eg и m*. Но, с дру­гой стороны, температурный диапазон работы туннельного диода пропорционален ширине запрещенной зоны исходного материала. Следовательно, нужен материал с широкой запре­щенной зоной. Разрешить эти два противоречивых требования можно компромиссным путем: выбрать материал с малой ве­личиной m и большой шириной запрещенной зоны. Сравни­тельные данные по величинам Eg и m* для применяемых при изготовлении туннельных диодов материалов приведены в табл.1.

Из сопоставления значений Eg и m* видно, что лучшим материалом для изготовления туннельных диодов служит арсенид галлия. Это же подтверждают и лучшие параметры, ко­торыми обладают туннельные диоды, полученные на основе этого материала.

Следует отметить, что наилучшими высококачественными свойствами обладают туннельные диоды, изготовленные из антимонида индия. Но из-за малой ширины запрещенной зоны они не обладают туннельными свойствами даже при комнат­ной температуре и требуют для своей нормальной работы низ­ких температур (температуры жидкого азота).

Наилучшими материалами для изготовления туннельных диодов, обладающих низкими собственными шумами, являют­ся сурьмянистый галлий GaSb, антимонид индия InSb, apceнид индия InAs. Так как малая ширина запрещенной зоны InSb и InAs для нормальной работы туннельных диодов на их основе требует низких температур, то наиболее подходя­щим из них будет сурьмянистый галлий.

Вообще «универсального» материала, изготовленные из ко­торого туннельные диоды обладали бы всеми оптимальными параметрами, не существует. Разделение областей применения туннельных диодов требует и дифференцирования в выборе материалов. В каждом случае примененный материал будет определять потенциальные возможности туннельного диода для соответствующей конкретной сферы использования при­бора.

Поэтому интенсивное изучение новых полупроводнико­вых материалов приведет к дальнейшему улучшению парамет­ров туннельных диодов, изготавливаемых из них.

Использованная литература.

1. “Туннельные диоды и их применение”, Р.В. Гострем, Г.С. Зиновьев, Новосибирск 1964

2. “Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений”, под ред. Н.Н. Горюнова, Ю.Р. Носова, изд. «Совестское радио», 1968

3. “Радиотехнические схемы на транзисторах и туннельных диодах”, под ред. Р.А. Валитова, М., «Связь», 1972

4. “Импульсные преобразователи и стабилизаторы постоянного напряжения”, Ф.И. Александров и А.Р. Сиваков, изд. «Энергия» Ленинградское отделение, 1970

5. “Физика полупроводниковых приборов”, Г.А. Розман, Псков 1994.

Перейти на страницу:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11