Перенос электронов в биполярном транзисторе со сверхрешеткой в области эмиттера

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведен расчет семейства передаточных и выходных характеристик гетеробиполярного транзистора с короткопериодной сверхрешеткой в области эмиттера. Показано, что наличие сверхрешетки в структуре транзистора приводит к формированию области с отрицательной дифференциальной проводимостью, что позволяет реализовать не только усиление, но также генерацию и умножение высокочастотных колебаний.

Об авторах

О. Л. Голиков

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Автор, ответственный за переписку.
Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

И. Ю. Забавичев

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

А. С. Иванов

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

С. В. Оболенский

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

Е. C. Оболенская

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

Д. Г. Павельев

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

А. А. Потехин

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

А. C. Пузанов

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

Е. А. Тарасова

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

С. В. Хазанова

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

Email: khazanova@phys.unn.ru
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Kholod A.N., Liniger M., Zaslavsky A., Arnaud d’Avitaya F. Cascaded resonant tunneling diode quantizer for analog-to-digital flash conversion // Appl. Phys. Lett., 79(1). 129 (2001).
  2. Ourednik P., Feiginov M. Double-resonant-tunneling-diode patch-antenna oscillators // Appl. Phys. Lett., 120(18), 183501 (2022).
  3. Reed M.A., Frensley W.R., Matyi R.J., Randall J.N., Seabaugh A.C. Realization of a three‐terminal resonant tunneling device: The bipolar quantum resonant tunneling transistor // Appl. Phys. Lett., 54(11), 1034 (1989).
  4. Tsai J.H. Application of an AlGaAs/GaAs/InGaAs heterostructure emitter for a resonant-tunneling transistor // Appl. Phys. Lett., 75(17), 2668 (1999).
  5. Попов В.Г. Полевой транзистор с двумерными системами носителей в затворе и канале // ФТП, 50(2), 236 (2016).
  6. Liu W.C., Lour W.S. Modeling the DC Performance of Heterostructure-Emitter Bipolar Transistor // Appl. Phys. Lett., 70(1), 486 (1991).
  7. Tsai J.H. Multiple negative differential resistance of InP/InGaAs superlattice-emitter resonant-tunneling bipolar transistor at room temperature // Appl. Phys. Lett., 83(13), 2695 (2003).
  8. Tsai J.H., Huang C.H., Lour W.S., Chao Y.T., Ou-Yang, Jhou High-performance InGaP/GaAs superlattice — emitter bipolar transistor with multiple S-shaped negative-differential-resistance switches under inverted operation mode // Thin Solid Films, 521, 168 (2012).
  9. Pavelyev D.G., Vasilev A.P., Kozlov V. A., Obolensky E.S., Obolensky S.V., Ustinov V.M. Increase of Self-Oscillation and Transformation Frequencies in THz Diodes // IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, 8(2), 231 (2018).
  10. Sun J.P., Mains R.K., Yang K., Haddad G.I. A self‐consistent model of Γ‐X mixing in GaAs/AlAs/GaAs quantum well structures using the quantum transmitting boundary method // J. Appl. Phys., 74(8), 5053 (1993).
  11. Ohnishi H., Inata T., Muto S., Yokoyama N., Shibatomi A. Self‐consistent analysis of resonant tunneling current // Appl. Phys. Lett., 49(19), 1248 (1986).
  12. Cahay M., McLennan M., Datta S., Lundstrom M.S. Importance of space‐charge effects in resonant tunneling devices // Appl. Phys. Lett., 50(10), 612 (1987).
  13. Кардона М.П.Ю. Основы физики полупроводников. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. 560 с.
  14. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. Кн. 1. 456 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зонная диаграмма биполярного транзистора со сверхрешеткой в эмиттерном переходе (а): (―) — энергия потолка валентной зоны EV и дна Г-долины зоны проводимости ; ( ) — энергия дна Х-долины зоны проводимости ; ( ) — за нулевой энергетический уровень принята энергия Ферми EF; коэффициент прохождения электронов через короткопериодную сверхрешетку при нулевом смещении для константы междолинного взаимодействия α = 0.7 эВ Å (б)

Скачать (245KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Вольт-амперная характеристика короткопериодной сверхрешетки с переходными слоями: (o) — эксперимент [9]; (―) — расчет

Скачать (98KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Семейство передаточных вольтамперных характеристик биполярного транзистора (а): (– — -) — без сверхрешетки; (―) — со сверхрешеткой в эмиттерном переходе. Напряжение коллектор—эмиттер UCE составляет 0.2, 0.4 и 0.6 В; семейство выходных вольтамперных характеристик биполярного транзистора (б): (– — -) — без сверхрешетки; (―) — со сверхрешеткой в эмиттерном переходе. Ток базы IВ равен 1–5 мкА

Скачать (261KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость падения напряжения на сверхрешетке (USL) от тока базы при различных напряжениях коллектор—эмиттер: UCE составляет 0.4, 0.6, 0.8 и 1.0 В

Скачать (96KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024