×
20.09.2015
216.013.7bea

Результат интеллектуальной деятельности: МОЩНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР СВЧ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к электронной технике СВЧ. В мощном полевом транзисторе СВЧ на полупроводниковой гетероструктуре упомянутая гетероструктура выполнена в виде последовательности следующих основных слоев: по меньшей мере одного буферного слоя GaAs толщиной не менее 200 нм, группы проводящих слоев, формирующих канал полевого транзистора, в составе собственно канального слоя InGaAs толщиной 12-20 нм и по меньшей мере двух δn-слоев, легированных донорной примесью, и двух спейсерных i-слоев AlGaAs, толщиной каждый 1-3 нм, двух групп барьерных слоев AlGaAs, одна из которых расположена с одной стороны группы проводящих слоев - подложечная, другая - с противоположной стороны - затворная, при этом подложечная группа барьерных слоев выполнена в виде акцепторно-донорной p-i-δn системы барьерных слоев, затворная группа барьерных слоев - в виде донорно-акцепторной δn-i-p системы барьерных слоев, при этом в каждой группе барьерных слоев i-слой выполнен толщиной 0,5-10 нм, p-слой выполнен с уровнем легирования, обеспечивающим высоту потенциальных барьеров 0,4-0,8 ширины запрещенной зоны AlGaAs, δn-слой выполнен с избыточным уровнем легирования, обеспечивающим разницу поверхностной плотности донорной и акцепторной примеси равной (1-10)×10 см. Технический результат - повышение выходной мощности и коэффициента усиления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 1 табл.

Изобретение относится к электронной технике СВЧ, а именно к мощным полевым транзисторам СВЧ на полупроводниковых гетероструктурах, и предназначено для разработки и производства широкого круга устройств электронной техники СВЧ, в том числе радиолокационных устройств.

Существенный прогресс в части повышения быстродействия и выходной мощности СВЧ, выделяемой в нагрузке, включенной на выходе полевого транзистора СВЧ, обеспечило изобретение так называемых транзисторов с высокой электронной подвижностью (НЕМТ - High Electron Mobility Transistor). Область с электронной проводимостью в таких транзисторах состоит из легированного донорными примесями широкозонного и нелегированного узкозонного, но заполненного электронами, полупроводниковых слоев.

Это обеспечивает существенное увеличение быстродействия таких полевых транзисторов СВЧ (до 100 ГГц) и увеличение удельной выходной мощности СВЧ до 1÷1,1 Вт/мм на частоте 10 ГГц.

Известен полевой транзистор на полупроводниковой гетероструктуре, включающий монокристаллическую подложку из нитрида алюминия (AlN), темплетный слой AlN, канальный слой нитрида галлия (GaN) и барьерный слой AlxGa1-xN, в котором с целью увеличения рабочих токов и выходной мощности полевых транзисторов посредством увеличения проводимости канального слоя полупроводниковой гетероструктуры, между темплетным и канальным слоями расположены один над другим соответственно переходный слой AlyGa1-y N, буферный слой AlzGai-z N, значение у на границе с темплетным слоем составляет 1, а на границе с буферным слоем равно значению z буферного слоя, при этом

0,3≤x≤0,5, а 0,1≤0,5.

При этом буферный слой на границе с канальным слоем легирован кремнием (Si) на глубину 50-150 Å [1].

Данный транзистор при высокой выходной мощности имеет коэффициент усиления, по меньше мере, в два раза меньше, чем обычные транзисторы на полупроводниковой гетероструктуре арсенида галлия.

Известен полевой транзистор СВЧ (полевой транзистор) на полупроводниковой гетероструктуре, содержащий высокоомную подложку и, по меньшей мере, один слой широкозонного и один слой узкозонного полупроводниковых материалов с согласованными или несогласованными кристаллическими решетками, а также электроды истока, затвора, стока, расположенные на наружной поверхности полупроводникового материала, в котором с целью улучшения линейности характеристик полевого транзистора и уменьшения влияния флуктуации концентрации и подвижности носителей тока в канале полевого транзистора на параметры его эквивалентной схемы, а также снижения модуляционных шумов устройств СВЧ на упомянутых транзисторах часть слоя полупроводникового материала, расположенная на расстоянии от электрода затвора, превышающем 30 нм, выполнена с концентрацией легирующей примеси, большей 3×1017 см-3 и поверхностной плотностью этой примеси большей 1012 см-2, а средняя концентрация легирующей примеси между упомянутой частью слоя полупроводникового материала и электродом затвора не превышает 3×1017 см-3 [2] - прототип.

Данный полевой транзистор из-за большого расстояния от электрода затвора до канала и низкой подвижности электронов в канале не позволяет получать высокий уровень выходной мощности и высокий коэффициент усиления.

Техническим результатом изобретения является повышение выходной мощности и коэффициента усиления мощного полевого транзистора СВЧ.

Указанный технический результат достигается заявленным мощным полевым транзистором СВЧ на полупроводниковой гетероструктуре, содержащим полупроводниковую подложку и последовательность, по меньшей мере, одного слоя широкозонного и одного слоя узкозонного материала с заданными характеристиками полупроводниковой гетероструктуры типа AlGaAs-InGaAs-GaAs, электроды истока, затвора, стока, расположенные на наружной поверхности полупроводниковой гетероструктуры.

Упомянутая полупроводниковая гетероструктура выполнена в виде последовательности следующих основных слоев:

по меньшей мере одного буферного слоя GaAs толщиной не менее 200 нм,

группы проводящих слоев, формирующих канал полевого транзистора, в составе собственно канального слоя InyGa1-yAs толщиной 12-20 нм и по меньшей мере двух δn-слоев, лерованных донорной примесью,и двух спейсерных i-слоев AlxGa1-xAs, елегированных примесью, толщиной каждый 1-3 нм, попарно расположенных по обе стороны собственно канального слоя,

двух групп барьерных слоев AlxGa1-xAs, каждая в виде системы барьерных слоев, одна из которых расположена с одной стороны группы проводящих слоев - подложечная, другая - с противоположной стороны - затворная,

при этом

подложечная группа барьерных слоев выполнена в виде акцепторно-донорной p-i-δn системы барьерных слоев AlxGa1-xAs,

затворная группа барьерных слоев - в виде донорно-акцепторной δn-i-р системы барьерных слоев AlxGa1-xAs,

при этом в каждой группе барьерных слоев i-слой, не легированный примесью, выполнен толщиной 0,5-10 нм, р-слой легированный акцепторной примесью выполнен с уровнем легирования, обеспечивающим высоту потенциальных барьеров 0,4-0,8 ширины запрещенной зоны AlxGa1-xAs, δn-слой, легированный донорной примесью, выполнен с избыточным уровнем легирования, обеспечивающим разницу поверхностной плотности донорной и акцепторной примеси равной (1-10)×1012 см-2,

при этом прилегающий δn-слой, легированный донорной примесью, каждой группы барьерных слоев является одновременно δn-слоем, легированным донорной примесью, для соответствующей группы проводящих слоев,

барьерного слоя i-AlxGa1-xAs толщиной 0,5-10 от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев,

слоя омического контакта n+ - GaAs толщиной (10-60) им электродов истока и стока,

при этом электрод затвора выполнен длиной не более 0,5 мкм.

Значения химических элементов x, y соответственно в каждом из упомянутых слоев полупроводниковой гетероструктуры определяются неравенствами 0,25<x<0,4, 0,15<y<0,2.

В упомянутой группе проводящих слоев, формирующих канал полевого транзистора, между каждым из спейсерных слоев i-AlxGa1-xAs и собственно канальным слоем InyGa1-yAs могут быть выполнены переходные слои.

Раскрытие сущности изобретения.

Существенные признаки заявленного мощного полевого транзистора СВЧ на полупроводниковой гетероструктуре типа AlGaAs-InGaAs-GaAs, каждый в отдельности и в совокупности обеспечивают, а именно

наличие в упомянутой полупроводниковой гетероструктуре и выполненных указанным образом: -

группы проводящих слоев, формирующих канал полевого транзистора, в составе собственно канального слоя InyGa1-yAs толщиной 12-20 нм и, по меньшей мере, двух δn-слоев, легированных донорной примесью, и двух спейсерных i-слоев AlxGa1-xAs, не легированных примесью, толщиной каждый 1-3 нм, попарно расположенных по обе стороны собственно канального слоя, обеспечивают формирование в собственно канальном слое InyGa1-yAs и спейсерных i-слоях AlxGa1-xAs, благодаря донорным и акцепторным примесям δn-слоев AlxGa1-xAs легированных донорной примесью и барьерных слоев p+-AlxGa1-xAs, легированных акцепторной примесью, разделенных барьерными слоями i-AlxGai-xAs, дополнительных потенциальных барьеров, которые способны локализовать электроны (далее - дополнительные потенциальные барьеры с локализующими свойствами) и препятствовать поперечному переносу электронов в барьерные слои i-AlxGa1-xAs, и тем самым обеспечивают уменьшение рассеяния электронов, и тем самым увеличение подвижности электронов в сильных электрических полях и, как следствие, повышение выходной мощности и коэффициента усиления мощного полевого транзистора СВЧ.

Двух групп барьерных слоев AlxGa1-xAs, каждая в виде системы барьерных слоев, одна из которых расположена с одной стороны группы проводящих слоев - подложечная, другая - с противоположной стороны - затворная обеспечивают в целом формирование упомянутых дополнительных потенциальных барьеров с локализующими свойствами, расположенных с обеих сторон канала полевого транзистора,

во-первых, более высоких и более резких,

во-вторых, не требующих перекомпенсации акцепторной примеси донорной примесью, и тем самым обеспечивают увеличение рабочего тока и, как следствие, увеличение выходной мощности СВЧ.

При этом указанное выполнение каждого слоя в каждой упомянутой группе барьерных слоев каждый в отдельности обеспечивает, а именно:

i-слой, не легированный примесью, с достаточно малой толщиной 5-100 Å -

а) большую крутизну дополнительных потенциальных барьеров с локализующими свойствами,

б) минимизацию величины квадрата волновой функции электронов в области сильного рассеивающего потенциала донорной примеси;

p-слой с уровнем легирования акцепторной примесью, обеспечивающим высоту потенциальных барьеров 0,4-0,8 ширины запрещенной зоны AlGaAs - уменьшение рассеяния горячих электронов (электронов с высокой энергией) на легирующей примеси. Следует отметить, даже в случае очень высокой поверхностной плотности доноров (порядка 1×1013 см-2) можно обеспечить в том случае, если вероятность нахождения электрона в области сильного рассеивающего потенциала примеси окажется достаточно малой. Для уменьшения вероятности нахождения электрона в области сильного рассеивающего потенциала, в затворной и подложечной группах барьерных слоев уровень легирования акцепторной примесью выбирается достаточно большим для обеспечения высоты дополнительных потенциальных барьеров с локализующими свойствами в канале полевого транзистора;

δn-слой с избыточным уровнем легирования донорной примесью, обеспечивающим разницу поверхностной плотности донорной и акцепторной примесей равной (1-10)×1012 см-2, и когда прилегающий δn-слой, легированный донорной примесью, каждой группы барьерных слоев является одновременно δn-слоем, легированным донорной примесью, для группы проводящих слоев - возможность изменения поверхностной плотности электронов в канале полевого транзистора в пределах (2-20)×1012 см-2 и тем самым обеспечивает увеличение максимального тока электрода стока при нулевом потенциале электрода затвора и, как следствие, - увеличение выходной мощности СВЧ.

Итак, обеспечение достаточно большой высоты дополнительных потенциальных барьеров с локализующими свойствами в совокупности с большой их крутизной обеспечивает уменьшение рассеяния горячих электронов на легирующей примеси и, как следствие, повышение выходной мощности и коэффициента усиления.

Буферный слой GaAs толщиной 200 нм является минимальным, который обеспечивает минимальную плотность дефектов в канале полевого транзистора и соответственно сохранение высокой подвижности электронов и, как следствие, - повышение выходной мощности и коэффициента усиления.

Наличие и выполнение указанным образом барьерного слоя i-AlGaAs толщиной 0,5-10 от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев обеспечивает увеличение максимальной поверхностной плотности электронов, добавляемых в канал полевого транзистора при подаче прямого смещения на электрод затвора.

Поскольку электрод затвора формируется непосредственно на этом барьерном слое, он приобретает и выполняет одновременно и дополнительно функцию делителя напряжения внешнего смещения «затвор-исток», подаваемого между электродами затвор и исток. Практически вся разность потенциалов этого внешнего смещения падает на затворной группе барьерных слоев и на барьерном слое i-AlGaAs толщиной 0,5-10 от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев.

При отсутствии этого барьерного слоя все внешнее смещение «затвор-исток» падает на затворной группе барьерных слоев, в этом случае при прямом смещении «затвор-исток», практически одинаково уменьшаются по величине высота барьера Шоттки и высота дополнительного потенциального барьера с локализующими свойствами в затворной группе барьерных слоев.

При сравнительно малых прямых смещениях «затвор-исток», дополнительный потенциальный барьер с локализующими свойствами в затворной группе барьерных слоев оказывается подавленным внешним смещением. Особенно сильно этот эффект выражен при использовании тонких p-слоев в затворной группе барьерных слоев. В результате величина максимальной поверхностной плотности электронов, добавляемых в канал полевого транзистора при подаче прямого смещения на затвор, оказывается практически такой же, как и в известных технических решениях для НЕМТ транзисторов, то есть дополнительный полезный эффект практически отсутствует.

Итак, барьерный слой i-AlGaAs, выполняющий одновременно и функцию делителя напряжения внешнего смещения «затвор-исток, поскольку дополнительный потенциальный барьер с локализующими свойствами в затворной группе барьерных слоев сохраняется при значительно больших прямых смещениях, подаваемых на электрод затвора, позволяет существенно увеличить максимальную поверхностную плотность электронов, добавляемых в канал полевого транзистора при подаче прямого смещения на электрод затвора.

В результате при типичных коэффициентах усиления оказывается доступным двух- и четырехкратное увеличение максимальной поверхностной плотности электронов, добавляемых в канал с сохранением локализующих свойств дополнительных потенциальных барьеров полевого транзистора при подаче прямого смещения на электрод затвора и достаточно высокой подвижности горячих электронов, и тем самым обеспечивается дополнительное обогащение канала полевого транзистора электронами при прямом смещении и тем самым обеспечивается дополнительное увеличение амплитуды максимального тока СВЧ электрода стока, который может быть получен на участке насыщения вольт-амперной характеристики (ВАХ) при заданном постоянном потенциале электрода стока полевого транзистора и при максимальной амплитуде прямого смещения СВЧ на электроде затвора и, как следствие, увеличение максимальной выходной мощности СВЧ.

При этом

барьерный слой i-AlGaAs толщиной 0,5 от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев предусмотрен для реализации в полевых транзисторах, в случае необходимости получения максимального коэффициента усиления мощности СВЧ,

барьерный слой i-AlGaAs толщиной 10 от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев предусмотрен для реализации в полевых транзисторах, в случае необходимости получения максимальной величины выходной мощности СВЧ при сравнительно малом коэффициенте усиления мощности СВЧ.

Итак, формирование достаточно высоких дополнительных потенциальных барьеров с локализующими свойствами при достаточно малой толщине барьерных слоев i-AlxGa1-xAs, обеспечивающих пространственное разделение слоев AlxGa1-xAs со слоями легированными акцепторной примесью, и слоями дельта, легированными донорной примесью, и при достаточно большой толщине барьерного слоя - i-AlxGa1-xAs, на котором формируется барьер Шоттки, обеспечивает уменьшение рассеяния горячих электронов на легирующей примеси и в широкозонном материале δn слое AlxGa1-xAs и тем самым обеспечивает рост рабочего тока и, как следствие, увеличение выходной мощности и коэффициента усиления полевого транзисторе СВЧ.

Выполнение слоя омического контакта n+-GaAs толщиной 10-60 нм электродов истока и стока обеспечивает их минимальное сопротивление и, как следствие, повышение выходной мощности и коэффициента усиления.

Выполнение электрода затвора длиной не более 0,5 мкм в совокупности с указанной полупроводниковой гетероструктурой обеспечивает повышение выходной мощности и коэффициента усиления.

Выполнение буферного слоя GaAs толщиной менее 200 нм нежелательно из-за резкого увеличения плотности дефектов в канале полевого транзистора, соответственно снижения подвижности электронов, а более 200 нм ограничено конструкционной необходимостью и техническими возможностями.

Выполнение в группе проводящих слоев:

собственно канального слоя InyGa1-yAs толщиной как менее 12 нм, так и более 18 нм нежелательно, в первом случае - из-за уменьшения поверхностной плотности электронов в квантовой яме собственно канального слоя и соответственно падения рабочего тока, во втором - из-за деления одной упомянутой квантовой ямы на две связанные и соответственно ухудшения управляемости электронами в собственно канальном слое, и соответственно уменьшения коэффициента усиления,

двух δn-слоев легированных донорной примесью и двух спейсерных i-слоев AlxGa1-xAs каждый толщиной как менее 1 нм, так и более 3 нм нежелательно, в первом случае - из-за падения подвижности электронов, во втором - из-за уменьшения поверхностной плотности электронов в квантовой яме собственно канального слоя.

Выполнение в каждой группе барьерных слоев:

i-слоя, не легированного примесью, толщиной менее 0,5 нм и более 10 нм недопустимо в первом случае из-за возникновения компенсации донорной и акцепторной примесей, во втором - из-за исчезновения эффекта локализации электронов и соответственно уменьшения рабочего тока;

p-слоя с уровнем легирования акцепторной примесью, обеспечивающим высоту потенциальных барьеров менее 0,4 и более 0,8 ширины запрещенной зоны AlGaAs недопустимо, в первом случае из-за падения рабочего тока, во втором - из-за появления паразитной дырочной проводимости в нем;

δn-слоя с уровнем легирования донорной примесью, обеспечивающим разницу поверхностной плотности донорной и акцепторной примесей менее 1×1012 см-2 и более 10×1012 см-2 недопустимо, в первом случае из-за падения рабочего тока, во втором - из-за появления паразитных каналов проводимости в широкозонном полупроводниковом материале - слое AlxGa1-xAs.

Выполнение барьерного слоя i-AlGaAs толщиной менее 0,5 мкм и более 10 мкм от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев недопустимо, в первом случае из-за падения пробивного напряжения, во втором - из-за резкого уменьшения коэффициента усиления.

Выполнение слоя омического контакта n+-GaAs электродов истока и стока толщиной как менее 10 нм, так и более 60 нм нежелательно, в первом случае - из-за роста омического сопротивления, во втором - из-за технологических сложностей при изготовлении канала полевого транзистора.

Выполнение электрода затвора длиной более 0,5 мкм нежелательно из-за увеличения времени пролета электронов под электродом затвора и соответственно уменьшения коэффициента усиления.

Значение химических элементов x, y соответственно в каждом из упомянутых слоев полупроводниковой гетероструктуры как менее 0,25 и 0,15, так и более 0,4 и 0,2 соответственно нежелательно из-за существенного падения подвижности электронов для данного типа полупроводниковых гетероструктур.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1а дан фрагмент заявленного мощного полевого транзистора СВЧ,

где полупроводниковая подложка - 1,

полупроводниковая гетероструктура типа AlGaAs-InGaAs-GaAs - 2,

электроды истока, затвора, стока 3, 4, 5 соответственно, расположенные на наружной поверхности полупроводниковой гетероструктуры.

При этом упомянутая полупроводниковая гетероструктура выполнена в виде последовательности следующих основных слоев:

- буферного слоя GaAs - 6,

- группы проводящих слоев - 7, формирующих канал полевого транзистора, в составе собственно канального слоя InyGa1-yAs и двух δn-слоев, легированных донорной примесью, и двух спейсерных i-слоев AlxGa1-xAs, не легированных примесью, попарно расположенных по обе стороны собственно канального слоя,

- двух групп барьерных слоев AlxGa1-xAs, каждая в виде системы барьерных слоев, одна из которых расположена с одной стороны группы проводящих слоев - подложечная - 8 в виде акцепторно-донорной p-i-δn системы барьерных слоев, другая - с противоположной стороны - затворная - 9 в виде донорно-акцепторной δn-i-p системы барьерных слоев,

при этом прилегающий δn-слой, легированный донорной примесью, каждой группы барьерных слоев является одновременно δn-слоем, легированным донорной примесью, для соответствующей группы проводящих слоев,

- барьерного слоя i-AlxGa1-xAs - 10,

- слоя омического контакта n+-GaAs - 11 электродов истока и стока.

На фиг. 1б даны зонные диаграммы в равновесном состоянии (φG=0), при обратном смещении на электроде затвора (φG<0) и при прямом смещении на электроде затвора (φG>0) в области поперечного сечения электрода затвора,

где ЕС0 - положение дна зоны проводимости в равновесном состоянии полевого транзистора при потенциале электрода затвора φG=0,

ЕС - положение дна зоны проводимости в неравновесных состояниях полевого транзистора при положительном и отрицательном потенциалах электрода затвора,

EF0 - положение уровня Ферми при равновесном состоянии полевого транзистора и потенциале электрода затвора φG=0.

На фиг. 2 даны вольт-амперные характеристики заявленного мощного полевого транзистора СВЧ (кривая 1) и прототипа (кривая 2).

Примеры конкретного выполнения заявленного мощного полевого транзистора СВЧ.

Пример 1.

Мощный полевой транзистор СВЧ выполнен

на монокристаллической полуизолирующей подложке арсенида галлия 1 толщиной 100 мкм.

Полупроводниковая гетероструктура типа AlGaAs-InGaAs-GaAs 2 выполнена в виде последовательности следующих основных слоев:

одного буферного слоя GaAs 6 толщиной 400 нм,

группы проводящих слоев 7, формирующих канал полевого транзистора, в составе собственно канального слоя InyGa1-yAs толщиной 16 нм и, по меньшей мере, двух δn-слоев легированных донорной примесью и двух спейсерных i-слоев AlxGa1-xAs, не легированных примесью, толщиной каждый 2 нм, попарно расположенных по обе стороны собственно канального слоя,

двух групп барьерных слоев AlxGa1-xAs, каждая в виде системы барьерных слоев, одна из которых расположена с одной стороны группы проводящих слоев - подложечная 8 другая - с противоположной стороны - затворная 9, при этом

подложечная группа барьерных слоев 8 выполнена в виде акцепторно-донорной p-i-δn системы барьерных слоев AlxGa1-xAs, затворная группа барьерных слоев 9 - в виде донорно-акцепторной δn-i-p системы барьерных слоев AlxGa1-xAs,

в каждой группе барьерных слоев,

i-слой, не легированный примесью, выполнен толщиной 52 Å,

p-слой, легированный акцепторной примесью, выполнен с уровнем легирования, обеспечивающим высоту потенциальных барьеров 0,6 ширины запрещенной зоны AlxGa1-xAs,

δn-слой, легированный донорной примесью, выполнен с избыточным уровнем легирования, обеспечивающим разницу поверхностной плотности донорной и акцепторной примеси равной 5,5×1012 см-2,

при этом прилегающий δn-слой, легированный донорной примесью, каждой группы барьерных слоев является одновременно δn-слоем, легированным донорной примесью, для соответствующей группы проводящих слоев,

барьерный слой i-AlxGa1-xAs выполнен толщиной 5,2 от толщины i-слоя, не легированного примесью, в затворной группе барьерных слоев,

слоя омического контакта n+-GaAs толщиной 35 нм электродов истока 3 и стока 5,

электрод затвора 4 выполнен длиной 0,4 мкм.

Примеры 2-5.

Изготовлены образцы мощного полевого транзистора СВЧ аналогично примеру 1, но при других конструкционных параметрах согласно формуле изобретения (примеры 2-3) и за ее пределами (примеры 4-5).

Пример 6 соответствует образцу- прототипа.

На изготовленных образцах мощных полевых транзисторов СВЧ была измерена выходная мощность, коэффициент усиления на рабочей частоте 10 ГГц (Стенд для измерения электрических параметров в режиме непрерывного и импульсного сигнала СВЧ КГ-4-33-81).

Данные сведены в таблицу.

Из представленных фиг. 1б, фиг. 2 и таблицы видно, а именно.

Из фиг. 1б - зонные диаграммы, образованные зарядами легирующих примесей, находящихся подложечной 8 акцепторно-донорной p-i-δn системы и затворной 9 донорно-акцепторной δn-i-p системы групп барьерных слоев AlxGa1-xAs, содержат дополнительные потенциальные барьеры с локализующими свойствами, способствующие увеличению концентрации электронов в канале полевого транзистора и увеличению подвижности электронов и соответственно повышению выходной мощности и коэффициента усиления.

Из фиг. 2 - при одинаковом напряжении перекрытия Up, заявленный мощный полевой транзистор СВЧ превосходит прототип по величине максимального тока электрода стока (JDmax), который достигается при прямом смещении на электроде затвора и соответственно и по величине рабочего тока (JD(0)).

Из таблицы - образцы мощных полевых транзисторов СВЧ, изготовленные согласно заявленной формуле изобретения, имеют выходную мощность порядка 2,5 Вт, коэффициент усиления порядка 11,5 дБ в отличие от образцов - за пределами, указанными в формуле изобретения, выходная мощность которых составляет 1,2 Вт, коэффициент усиления - 9 дБ (примеры 4-5), как и образца прототипа - выходная мощность которого - 0,5 Вт, коэффициент усиления - 6,0 дБ (пример 6).

Таким образом, заявленный мощный полевой транзистор СВЧ на полупроводниковой гетероструктуре типа AlGaAs-InGaAs-GaAs по сравнению с прототипом обеспечит повышение

выходной мощности примерно на 250 процентов, коэффициента усиления примерно на 110 процентов.

Источники информации

1. Патент РФ №2093924, МПК H01L 29/772, приоритет 10.03.1993 г., опубл. 20.10.1997 г.

2. Журавлев К.С., Лапин В.Г., Лукашин В.М., Пашковский А.Б., Соколов А.Б., Торопов А.И. Серийный рНЕМТ с удельной мощностью 1,4 Вт/мм. // Электронная техника. Сер.1. СВЧ техника. 2012 г., Вып. 1 (512), с. 55-61. // - прототип.


МОЩНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР СВЧ
МОЩНЫЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР СВЧ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 61 items.
31.01.2020
№220.017.fb76

Способ получения поглощающего свч-энергию покрытия

Изобретение относится к поглощающим СВЧ-энергию покрытиям и может быть использовано в электронной технике. Способ получения поглощающего СВЧ-энергию покрытия на металлических поверхностях деталей включает газотермическое напыление порошка, содержащего диоксид титана, при этом в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712326
Дата охранного документа: 28.01.2020
05.02.2020
№220.017.fea8

Устройство для выравнивания амплитудно-частотной характеристики свч тракта

Изобретение относится к области радиотехники. Устройство для выравнивания амплитудно-частотной характеристики СВЧ тракта содержит центральный тракт и коаксиальные резонаторы, настраиваемые на разные частоты внутри полосы пропускания. Центральный тракт представляет собой воздушную коаксиальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713073
Дата охранного документа: 03.02.2020
05.02.2020
№220.017.fea9

Приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки свч-диапазона

Изобретение относится к радиоэлектронным устройствам, а именно к конструкции приемопередающих модулей активных фазированных антенных решеток СВЧ-диапазона. Сущность заявленного решения заключается в том, что приемопередающий модуль активной фазированной антенной решетки СВЧ-диапазона содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713079
Дата охранного документа: 03.02.2020
09.02.2020
№220.018.014c

Фильтр свч

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к фильтрам. Фильтр содержит входную и выходную линии передачи, между которыми расположен связанный резонатор, выполненный из двух каскадно-соединенных элементов, каждый из которых содержит два отрезка линии передачи одинаковой длины, связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713719
Дата охранного документа: 06.02.2020
09.02.2020
№220.018.015e

Устройство снижения фазовых шумов свч сигнала

Использование: для уменьшения фазовых шумов СВЧ источника. Сущность изобретения заключатся в том, что устройство снижения фазовых шумов СВЧ сигнала содержит аналоговый СВЧ фазовращатель, резонаторы и усилитель, выход фазовращателя подключен к делителю, один выход которого является выходом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713718
Дата охранного документа: 06.02.2020
06.07.2020
№220.018.2f80

Способ изготовления окна вывода энергии свч

Изобретение относится к электронной технике, в частности к способам изготовления волноводных узлов устройств СВЧ диапазона. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и упрощение процесса изготовления окна вывода энергии СВЧ. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725698
Дата охранного документа: 03.07.2020
14.05.2023
№223.018.562a

Способ варки стекла в тигле

Изобретение относится к способу варки в тигле. Техническим результатом является упрощение процесса варки стекла в тигле, улучшение качества получаемого стекла. Способ варки стекла в тигле включает приготовление тонкоизмельченной шихты, засыпку шихты в тигель, помещение тигля с шихтой в печь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002730273
Дата охранного документа: 21.08.2020
16.05.2023
№223.018.5ed8

Способ изготовления омических контактов мощных электронных приборов

Способ изготовления омических контактов мощных электронных приборов на полупроводниковой гетероструктуре на основе нитрида галлия, включающий формирование заданной топологии омических контактов на заданном наружном слое упомянутой полупроводниковой гетероструктуры, нанесение материала омических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756579
Дата охранного документа: 01.10.2021
23.05.2023
№223.018.6bfe

Интегральная схема свч

Изобретение относится к электронной технике, в частности, для использования в радиолокационных станциях с фазированными антенными решетками. Интегральная схема СВЧ, содержащая диэлектрическую подложку из пластины алмаза толщиной более 100 мкм, на лицевой и обратной стороне которой выполнено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002737342
Дата охранного документа: 27.11.2020
30.05.2023
№223.018.72e7

Окно вывода энергии свч

Изобретение относится к электронной и ускорительной технике, а именно к вакуумноплотным волноводным окнам вывода энергии СВЧ, и может быть использовано при создании сверхмощных клистронов. Технический результат - устранение дополнительных неоднородностей в выходном волноводе, обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002739214
Дата охранного документа: 22.12.2020
Showing 41-50 of 50 items.
19.01.2018
№218.016.0c40

Бета-вольтаическая батарея

Изобретение относится к источникам питания на основе полупроводниковых преобразователей с использованием бета-вольтаического эффекта. Сущность: бета-вольтаическая батарея содержит корпус, крышку, полупроводниковые преобразователи, изолирующие и радиоизотопные элементы и токопроводящие контакты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632588
Дата охранного документа: 06.10.2017
04.04.2018
№218.016.2ee3

Способ очистки перед пайкой припоя, выполненного в виде фольги или ленты

Изобретение может быть использовано при подготовке поверхности фольги, ленты припоя после прокатки перед низкотемпературной бесфлюсовой пайкой, в частности, при сборке изделий РЭА и СВЧ-техники. В первой ванне ультразвукового комплекса проводят обезжиривание при температуре 180-200°С в течение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644486
Дата охранного документа: 12.02.2018
10.05.2018
№218.016.410b

Гетероэпитаксиальная структура для полевых транзисторов

Гетероэпитаксиальная структура относится к полупроводниковым приборам. На подложке выполнены слои, в составе которых сформирован канальный слой узкозонного полупроводника. С обеих сторон канального слоя, в направлениях к подложке и от подложки, расположены последовательно слой нелегированного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649098
Дата охранного документа: 29.03.2018
29.06.2018
№218.016.68e1

Регулятор выходных электрических параметров бета-вольтаической батареи

Использование: для создания источников питания на основе полупроводниковых преобразователей с использованием бета-вольтаического эффекта. Сущность изобретения заключается в том, что регулятор содержит блоки ключевых и накопительных элементов, блок управления, включающий в себя преобразователь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659182
Дата охранного документа: 28.06.2018
20.02.2019
№219.016.be6f

Гибридная интегральная схема свч-диапазона

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. Сущность изобретения: в гибридной интегральной схеме СВЧ-диапазона, содержащей диэлектрическую подложку, на лицевой стороне которой расположен топологический рисунок металлизации, а на обратной стороне - экранная заземляющая металлизация, по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390877
Дата охранного документа: 27.05.2010
09.06.2019
№219.017.799c

Мощный свч полевой транзистор с барьером шотки

Изобретение относится к электронной технике. Мощный СВЧ полевой транзистор с барьером Шотки содержит полуизолирующую подложку арсенида галлия с активным слоем, гребенку из чередующейся, по меньшей мере, более одной последовательности единичных электродов истока, затвора, стока. Между парами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393589
Дата охранного документа: 27.06.2010
09.06.2019
№219.017.7d0e

Способ изготовления диэлектрической пленки для полупроводниковых структур электронной техники

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии полупроводниковых структур. Сущность изобретения: в способе изготовления диэлектрической пленки для полупроводниковых структур электронной техники, включающем формирование, по меньшей мере, одного слоя заданного диэлектрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002419176
Дата охранного документа: 20.05.2011
19.06.2019
№219.017.8b8f

Мощный полевой транзистор свч

Изобретение относится к электронной технике. Сущность изобретения: мощный полевой транзистор СВЧ содержит полупроводниковую подложку со структурой слоев, которая выполнена в виде прямой последовательности полуизолирующего слоя, nтипа проводимости слоя, стоп-слоя, буферного слоя, активного слоя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002463685
Дата охранного документа: 10.10.2012
10.07.2019
№219.017.b16a

Способ изготовления свч полевого транзистора с барьером шотки

Изобретение относится к электронной технике. Сущность изобретения: способ изготовления СВЧ полевого транзистора с барьером Шотки включает изготовление на лицевой поверхности полуизолирующей подложки с активным слоем, по меньшей мере, одной пары электродов истока и стока с каналом между ними,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002465682
Дата охранного документа: 27.10.2012
12.04.2023
№223.018.43ce

Способ изготовления полевого транзистора свч с барьером шоттки

Изобретение относится к электронной технике. Способ изготовления СВЧ полевого транзистора с барьером Шоттки включает формирование на лицевой стороне полуизолирующей подложки с активным слоем по меньшей мере одной пары единичных электродов истока и стока, с каналом между ними, посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793658
Дата охранного документа: 04.04.2023
+ добавить свой РИД