Моделирование и исследование фоточувствительных полупроводниковых приборов с N-образными вольт-амперными характеристиками
Диссертация
Для решения вышеуказанных целей в первой главе проведен подробный сравнительный анализ основных типов и свойств полупроводниковых приборов с ОДС N-типа различного уровня мощности. Рассмотрены вопросы применения таких приборов в системах вычислительной техники. Вторая глава посвящена описанию методик моделирования и экспериментального исследования полупроводниковых приборов, проводится… Читать ещё >
Содержание
- ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
- 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗВИТИЯ
- 1. 1. Приборы и структуры с отрицательным дифференциальным сопротивлением
- 1. 2. Полупроводниковые приборы cN-образными вольт-амперными характеристиками
- 1. 3. Выводы. Постановка задачи
- 2. МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ N-ПРИБОРОВ
- 2. 1. Физико-топологическое моделирование характеристик негатронов
- 2. 2. Схемотехническое моделирование негатронов
- 2. 3. Механизмы поглощения света в полупроводниковых негатронах
- 2. 4. Методы экспериментального исследования фоточувствительных негатронов с N-образной ВАХ
- 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ БИПОЛЯРНО-ПОЛЕВЫХ НЕГАТРОНОВ С ШУНТИРОВАНИЕМ ЭМИТ-ТЕРНОГО ПЕРЕХОДА
- 3. 1. Моделирование и исследование МДП-биполярного негатрона
- 3. 2. Исследование фоточувствительности МДП-биполярного негатрона
- 3. 3. Выводы
- 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ-БИПОЛЯРНЫХ N-ПРИБОРОВ С УПРАВЛЯЕМОЙ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ
- 4. 1. Моделирование и исследование статических характеристик фоточувствительных биполярных негатронов
- 4. 2. N Моделирование и исследование динамических характеристик фоточувствительных биполярных негатронов
- 4. 3. Спектральные характеристики биполярных N-приборов
- 4. 4. Температурные характеристики фоточувствительных биполярных N-приборов
- 4. 5. Выводы
- 5. ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ N-ПРИБОРЫ С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
- 5. 1. Биполярно-полевые N-приборы с симметричной В АХ
- 5. 2. Биполярные N-приборы с симметричной В АХ
- 5. 3. N-транзисторные оптроны
- 5. 4. Полупроводниковый позиционный датчик ИК излучения
- 5. 5. Выводы
Список литературы
- Негатроника / Серьезнов А. Н., Степанова JI.H., Гаряинов С. А. и др. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. — 315 с.
- Гаряинов С.А., Сафонов В. М. Полупроводниковая негатроника, состояние и перспективы развития // Электрон, техн. Сер.З. Микроэлектроника, -1987. -Вып.4 (124). -С.81−91.
- Гаряинов С.А., Абезгауз И. Д. Полупроводниковые приборы с отрицательным сопротивлением. М.: Энергия, — 1970. — 320 с.
- Gan K.-J., Su Y.-K. Modeling Current-Voltage and Hysteretic Current-Voltage Characteristics with Two Resonant Tunneling Diodes Connected in Series // Solid-State Electronics. 1997. — Vol. 41. — № 12. — P. 1917−1922.
- Gan K.-J., Su Y.-K. Improved Circuit Design of Multipeak Current-Voltage Characteristics Based on Resonant Tunneling Diodes // Jpn. J. Appl. Phys. -1997. Vol. 36. — № 10. — P. 6280−6284.
- Gan K.-J. Hysteresis Phenomena for the Series Circuit of Two Identical Negative Differential Resistance Devices // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. — Vol. 40. -№ 4A.-P. 2159−2164.
- Shieh M.-H., Lin H.C. Modeling Hysteretic Current-Voltage Characteristics for Resonant Tunneling Diodes // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 1995. — Vol. 14. — P. 1098−1103.
- Gan K.-J. Novel Four-Peak or Five-Peak Current-Voltage Characteristics for Three Negative Differential Resistance Devices in Series // Solid-State Electronics. 2000. — Vol. 44. — P. 1597−1602.
- Ю.Филинюк H. Негатроника. Исторический обзор // MOO «Наука и Техника». (http://www.n-t.ru/tp/in/nt.htrn)
- П.Гаряинов С. А., Тиходеев Ю. С. Физические модели полупроводниковых приборов с отрицательным сопротивлением. М.: Радио и связь, 1997. -276 с.
- Chua L.O., Yu J., Yu Y. Bipolar-JFET-MOSFET Negative Resistance Devices // IEEE. Transactions on Circuits and Systems. -1985. -№ 1. -P. 46−61.
- Зи С. Физика полупроводниковых приборов / под ред. Суриса Р. А. В 2-х томах. -М.: Мир, 1984.
- Блихер А. Физика тиристоров: Пер. с англ. Л.: Энергоиздат, 1981. — 264 с.
- Тейлор П. Расчет и проектирование тиристоров: Пер. с англ. М.: Энерго-атомиздат, 1990. — 208 с.
- Герлах В. Тиристоры: Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1985. — 328 с.
- Авт. свид. СССР № 708 893, 1978, Планарный тиристор / Чалых В. А., Бе-режнов В.Б., Купцов Ю. Ф., Турыгин B.C.
- Туннельные диоды. / Под ред. Фистуля. В.И. М.: Изд-во Иностр. лит., -1961.
- Янчук Е.В. Туннельные диоды в приемно-усилительных устройствах. -М.:Энергия, 1967. — 56 с.
- Викулин И.М., Стафеев В. И. Физика полупроводниковых приборов. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1990. — 264 с.
- Гаряинов С.А., Гаряинов А. С., Плешко Б. К. Обобщенная модель р-п-р-п-структуры // Электрон, техн. Сер.З. Микроэлектроника, -1987. -Вып.4 (124). -С.57−67.
- Стафеев В.И. S-диодная электроника на полуизоляторах // Радиотехника. -1971.-Т. 26, № 10.-С. 5−12.
- Комаровских К.Ф., Стафеев В. И. Отрицательное сопротивление в некоторых полупроводниковых структурах // Радиотехн, и электрон. -1966. -Т. 11,№ 9.-С. 1624−1633.
- Галузо В.Е., Матсон Э. А., Мельничук В. В. Полупроводниковые биполярно-полевые структуры // Зарубежн. электрон, техника. -1981. -№ 10 (244). -50 с.
- Новиков С.Г., Новоселов АЛО., Бакланов С. Б. Гурин Н.Т. Схемотехническое моделирование и исследование мощных N-транзисторов // Изв. вузов. Электрон. 1999. — № 1. — С. 86−90.
- Арефьев А.А., Серьезнов А. Н., Степанова JI.H. Эквиваленты приборов с отрицательным дифференциальным сопротивлением. -М.: Знание. -1987. -Сер.2. Радиоэлектроника и связь. -62 с.
- Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства: Справочник. М.: Радио связь, 1984.-400 с.
- Попова М.В., Смолко Г. Г., Гаряинов С. А., Стафеев В. И. Статические характеристики N-триодов // Радиотехника и электроника. 1965. — Т. 10, № 1.-С. 147−156.
- Смолко Г. Г., Осипов В. В., Стафеев В. И., Гаряинов С. А., Попова М.В. N-триод активный элемент электронных схем // Радиотехн. и электроника. -1965. -Т. 10, № 8. -С.1480−1485.
- Стафеев В.И., Ван-Шоу-цзюе, Филина JI.B. Триоды с N-образной характеристикой // Радиотехн. и электрон. -1962. -Т.7, № 8. С. 1404−1408.
- Programmable Unijunction Transistors. Programmable Unijunction Transistor
- Triggers // ON Semiconductor. Semiconductor Components Industries, LLC, May, 2000 Rev. 2. — Publication Order Number: 2N6027/D. -(http://www.onsemi.com).
- A breakdown protected transistor device: Евр. патент 186 518 A2, МКИ4 H01L 29/72 / Imamura К., Muramoto К.- Toshiba corp., Япония -№ 85 309 507.3- Заявл. 24.12.85- Опубл. 2.7.86- Приор. 28.12.84, № 279 937/84 (Япония).
- Пат. РФ № 2 175 461, 1998, Интегральный транзистор с защитой от перенапряжений / Новоселов А. Ю., Гурин Н. Т., Бакланов С. Б., Новиков С. Г., Гордеев А. И., Королев А. Ф., Обмайкин Ю.Д.
- Драгунов В.П., Неизвестный И. Г., Гридчин В. А. Основы наноэлектрони-ки: Учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. — 332 с.
- Koga Junji, Vanderstraeten Celine, Takagi Shin-Ichi, Toriumi Akira New approach to negative differential conductance with high peak-to-valley ratio in silicon // Jpn. J. Appl. Phys. Pt. l- 2000. Vol. 39. — № 4B. — P. 2246−2250.
- Дюбоу М. Электронный переключатель взамен плавкого предохранителя // Электроника. -1974. -№ 4. -С.72−73.
- Van Hoof С., Genoe J., Hove M.V., Rossum M.V., Mertens R., Borghs G. Four Logic States Using Two Resonant Tunneling Diodes // Electron. Lett. 1989. -Vol. 25,-№ 4.-P. 259−260.
- Gan K.-J., Su Y.-K. Novel Multipeak Current-Voltage Characteristic Of Series-Connected Negative Differential Resistance Devices // IEEE Electron. Dev. Lett. 1998.-Vol. 19.-P. 109−111.
- Gan K.-J., Su Y.-K., Wang R.-L. Modeling of Three-Peak Current-Voltage
- Characteristics with Two Resonant Tunneling Diodes Connected in Series // J. Appl. Phys. 1997. — Vol. 81. P. 6825−6829.
- Lin H.C. Resonant Tunneling Diodes for Multi-Valued Digital Applications // Proceedings of The International Symposium on Multiple-Valued Logic. -1994.-P. 188−195.
- Seabaugh A.C., Kao Y.C., Yuan H.T. Nine-State Resonant Tunneling Diode Memory// IEEE Electron. Dev. Lett. 1992. — Vol. 13. — P. 479−81.
- Gan K.-J., Su Y.-K. Modeling Multipeak Current-Voltage Characteristics and Hysteresis Phenomena for Several Resonant Tunneling Diodes Connected in Series // Appl. Phys. 1997. — Vol. 82. — P. 5822−8.
- Guo D.-F., Cheng C.-C., Lin K.-W., Liu W.-C., Lin W. A multiple-negative-differential resistance switch with double InGaP barriers // Appl. Phys. Lett. -1996. Vol. 69. — № 27. — P. 4185−4187.
- Christian Pacha, Peter Gl"osek"otter, Karl Goser. RESONANT TUNNELING DEVICE LOGIC CIRCUITS// Microelectronics Advanced Research Initiative (MEL-ARI) ANSWERS and LOCOM Technical Report July 1998 July 1999
- Xingqiang Shi, Xiaohong Zheng, Zhenxiang Dai Changes of Coupling between the Electrodes and the Molecule under External Bias Bring Negative Differential Resistance // J. Phys. Chem. В 2005, 109, 3334−3339
- Пат. РФ № 2 022 412, 1994, Фотосимистор на основе полупроводниковой структуры / Бакланов С. Б., Гайтан Н. Т., Турин Н.Т.
- Ф.Д. Касимов. Микроэлектронная негатроника-новое направление функциональной электроники // Микросистемная техника. 2003. — № 4. — С. 69.
- Рындин Е.А., Коноплев Б. Г. Субмикронные интегральные схемы: Элементная база и проектирование.-Таганрог: изд-во ТРТУ, 2001. 147с.
- Gan K.-J., Su Y.-K., Wang R.-L. Simulation and Analysis of Negative Differential Resistance Devices and Circuits by Load-Line Method and Pspice // Solid-State Electronics. 1998. — Vol. 42. — № 1. — P. 176−180.
- Yu Z., Chen D., So L., and Dutton R.W. Pisces-2et 2D Device Simulator // Integrated Circuits Laboratory, Stanford University-1994. p. 233.
- Pisces-2ET and Its application subsystems // Integrated Circuits Laboratory Stanford University, 1994. -315 p.
- Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ. В 4-х выпусках: Вып. 2. Модели компонентов аналоговых устройств. -М.: Радио и связь, 1992. -64 с.
- Разевиг В.Д. Применение программ P-CAD и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ. В 4-х выпусках: Вып. 3. Моделирование аналоговых устройств. -М.: Радио и связь, 1992. 120 с.
- Yu Z., Griffin Р. В, Dutton R.W. Accurate C-V characterization of quarter-micron MOS devices using quantum mechanical corrections and AC simulation // book of IEDEMS'96.
- Шалимова K.B. Физика полупроводников. M.: Энергоатомиздат, 1985. 391 с.
- Тугов Н.М., Глебов Б.А, Чарыков Н. А. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов / Под ред. В. А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1990.-576.
- Бонч-Бруевич B.JI., Калашников С. Г. Физика полупроводников. Учеб. пособие для вузов 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1990.-688 с.
- Спиридонов Н.С. Основы теории транзисторов / Киев: Техника, 1975. -360 с.
- С.В. Свечников, А. К. Смовж, Э. Б. Каганович Фотопотенциометры и функциональные фоторезисторы.- М.,"Советское радио", 1978
- Ясухару Суэмацу, Сэей Катаока, Кацуми Кисино. Основы оптоэлектрони-ки. -М., «Мир», 1988.
- В.В. Пасынков, Л. К. Чиркин, А. Д. Шинков Полупроводниковые приборы. М., Высшая школа, 1983
- Каштанкин И.А., Турин Н. Т. Фоточувствительный кремниевый биполярный N-прибор с управляемой вольт-амперной характеристикой // Письма в ЖТФ-. 2005, тЗ 1 вып. 13, с46−49.
- Каштанкин И.А., Турин Н. Т. Фоточувствительные кремниевые биполярные N-приборы с управляемой вольт-амперной характеристикой // Нано- и микросистемная техника.-2005, № 6.
- Каштанкин И.А., Турин Н. Т. Динамические характеристики фоточувствительных биполярных N-приборов с управляемой вольт-амперной характеристикой // Нано- и микросистемная техника.-2005, № 10.с 35−39.
- Турин Н. Т, Каштанкин И. А., Новоселов А. Ю. Моделирование маломощного биполярно-полевого N-транзистора с шунтированием эмиттерного перехода// Известия вузов. Электроника.- 2004,№ 5 с40−45.
- Каштанкин И.А., Гурин Н. Т. Температурные характеристики биполярных N-приборов с управляемой вольт-амперной характеристикой // Нано- и микросистемная техника.-2006, № 6. с 41−43.
- Новиков С.Г., Бакланов С. Б., Гурин Н. Т., Воробьева Т. А. Статическая модель полупроводниковых N-приборов на основе биполярно-полевых структур // Ученые записки УлГУ. Сер. физ. Вып. 1(8) / Под ред. проф. С. В. Булярского. Ульяновск: УлГУ, 2000. — С. 60−64.
- Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. Изд-е 3-е, перераб. и доп. М.: «Энергия», 1973. — 608 с.
- Зи С. М. Физика полупроводниковых приборов / Москва: 1973 656 с.
- Носов Ю.Р., Шилин В. А. Основы физики работы с зарядовой связью. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. — (Физика полупроводников и полупроводниковых приборов). — 320 с.
- Носов Ю.Р., Шилин В. А. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью. М.: Советское радио, 1976. — 144 с.
- Воробьева Т.А., Гурин Н. Т. Полупроводниковая структура с комбинированным полевым управлением // Микроэлектроника и информатика -2002. 9-я всерос. межвуз. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тезисы докладов. М.: МИЭТ, 2002. — С. 31.
- Воробьева Т.А., Гурин Н. Т. Комбинированное полевое управление процессом переноса носителей заряда в многослойных полупроводниковых структурах // Известия вузов. Электроника. 2002. — № 5. — С. 22−30.
- Zheng Yue-sheng, Asano Tamenasa A new merged bipolar-MOS transistor in a silicon on insulator structure // Jpn. J. Appl. Phys. Pt. l- 1999. Vol.38, № 4B. -P. 2501−2505.
- Леонов H., Красницкий В., Колеснева С. Двумерное моделирование IGBT // (http://lko.ip.bas-net.by/diskseminar/seminar/russiandoc/ManTechMaterials/ LeonovR/LeonovR.htm).
- Воробьева Т.А., Новоселов А. Ю., Новиков С. Г., Турин Н. Т. Биполярный комплементарный прибор с N-образной вольт-амперной характеристикой // Надежность и качество: Книга трудов междунар. симпозиума. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. — С. 175−178.
- Новиков С.Г., Турин Н. Т. Схемотехнические аналоги симметричных негатронов// Микросистемная техника.-2004, № 12. с 27−30.
- Авт. свид. СССР № 347 838, 1971, Тиристор / Першенков B.C., Ткачев Б.В.
- Киес Р. Д, Фотоприемники видимого и ИК диапазона. Пер. с англ. М.: Радио и Связь, 1985.328 с.
- Коган J1.M. Светодиоды с повышенной мощностью излучения // Светотехника. 2000. № 2. С. 16−9.
- Garner D.M., Udrea F., Lim H.T., Milne W.I. An analytic model for turn off in the silicon-on-insylator LIGBT // Solid-State Electronics. 1999. — Vol. 43, № 10.-P. 1855−1868.
- Thapar N., Baliga B.J. An experimental evaluation of the on-state performance of trench IGBT designs // Solid-State Electronics. 1998. — Vol.42, № 5. — P. 771−776.
- Programmable Unijunction Transistors. Silicon Controlled Rectifiers // New England Semiconductor Technical Data.
- Каштанкин И.А., Турин H.T. N-транзисторные оптроны // Нано- и микросистемная техника.-2006, № 8.с 37−39.
- Фотоприемник с отрицательной проводимостью на основе полупроводниковой структуры: Заявка на патент. № 2 005 133 546/28 (37 555) — Заявл. 31.10.2005- Турин Н. Т., Новиков С. Г., Каштанкин И. А., Корнеев И.В.
- Игумнов Д.В., Чернышев А. А., Шведов А. Н. Особенности применения оптронов в режиме малых токов. М.: Энергия, 1979. — 56 с.
- А.Ю. Новоселов, Н. Т. Турин. Физико-топологическое моделирование биполярно-полевых приборов с отрицательным дифференциальным сопротивлением N-типа. // Ученые записки УлГУ, вып. 2(9), 2000.