一种新的具有n+pp+结构的超高速阶跃二极管的研究

本文考察了影响阶跃恢复二极管阶跃截止时间的诸因素。在此基础上,提出一种新的超高速阶跃二极管结构——窄基区n⁺pp⁺突变结结构。分析表明,这种结构的阶跃二极管因采用扩散系数大的载流子作为注入基区的少数载流子,其本征阶跃时间大为缩短。根据这一思想设计制作了实用的二极管,实际测得的最快阶跃截止时间小于50ps(按10—90％计算)。 关键词：     

p-n结二极管结区边界附近的交流电特性

基于p-n结二极管的理想工作状态的基本假定,推导了二极管在交流电下工作时其基区和p-n结分界面附近上的时间常数与二极管空间尺寸、扩散长度、载流子寿命和外加交流电频率等的依赖关系.结果发现高频和低频两种状态下二极管各类特征参量对时间常数的作用不一样.低频条件下,二极管的时间常数由材料本身来决定,与外加电流频率无关.高频情况下,时间常数则与半导体材料性质无关,只由外加交流电的频率来决定. 关键词： p-n结二极管 时间常数 载流子 分界面     

p-n结二极管结区边界附近的交流电特性

基于p-n结二极管的理想工作状态的基本假定，推导了二极管在交流电下工作时其基区和p-n结分界面附近上的时间常数与二极管空间尺寸、扩散长度、载流子寿命和外加交流电频率等的依赖关系.结果发现高频和低频两种状态下二极管各类特征参量对时间常数的作用不一样.低频条件下，二极管的时间常数由材料本身来决定，与外加电流频率无关.高频情况下，时间常数则与半导体材料性质无关，只由外加交流电的频率来决定.     

结型磁敏器件──硅磁敏二极管

一、前 言 结型磁敏器件是一种新型半导体磁电转换器件.它有锗、硅磁敏二极管[1],锗[2]、硅磁敏晶体管,磁敏可控硅[3]以及集成式磁敏补偿电路等几种.它们的共同特点是磁灵敏度高,比霍尔元件高几百倍到几千倍.这样高的磁灵敏度是利用半导体的磁阻效应实现的.所谓磁阻效应是利用P-n结性质向半导体注入高电平载流子,利用载流子在磁场中会受到洛伦兹力作用而发生偏转的特性,以改变非平衡载流子的有效寿命和运动路程,达到调制半导体电导率的目的. 六十年代初,有人开始探讨　　　型长基区二极管的磁阻效应[4].过了十年,日本索尼(Sony)公司研制了…     

用阶跃恢复法测定砷化镓结型(p-n和M-S结)两极管的载流子寿命

本文报告了我们用阶跃恢复法测定砷化镓两极管载流子寿命的初步结果。首先,对硅阶跃两极管用反向恢复法和阶跃恢复法两种方法测寿命,经比较结果,数据相当符合。在此基础上提出了阶跃恢复法的测试条件,并认为这一方法测得的p-n结两极管寿命即少数载流子寿命。然后,用阶跃恢复法测定了砷化镓p-n结两极管的少数载流子寿命。我们也测定了砷化镓M-S结两极管的寿命,经过分析,认为它不是少数载流子寿命。 关键词：     

n,p柱宽度对超结SiGe功率二极管电学特性的影响

结合SiGe材料的优异性能与超结结构在功率器件方面的优势,提出了一种超结SiGe功率二极管.该器件有两个重要特点:一是由轻掺杂的p型柱和n型柱相互交替形成超结结构,取代传统功率二极管的n^-基区;二是阳极p⁺区采用很薄的应变SiGe材料.该二极管可以克服常规Si p⁺n^-n⁺功率二极管存在的一些缺陷,如阻断电压增大的同时,正向导通压降随之增大,反向恢复时间也变长.利用二维器件模拟软件MEDICI仿真 关键词： 超结 锗硅二极管 n p柱宽度 电学特性     

一种考虑IGBT基区载流子注入条件的物理模型

提出了一种考虑绝缘栅极双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT) 基区载流子不同注入条件的物理模型. 在小注入和大注入情况下,分别建立描述IGBT基区载流子运动的输运方程(ambipolar transport equation,ATE),并确定边界条件. 采用傅里叶级数法求解载流子输运方程,并将计算结果分别与IGBT手册提供的实验数据和Hefner模型计算结果相比较,验证了本文提出物理模型的正确性. 关键词： 绝缘栅极双极晶体管 物理模型 注入条件 双极输运方程     

关于半导体漂移三极管在饱和区工作时的储存时间问题

半导体三极管在饱和区工作时,其等效电路可以用一个三极管及一个由集电极及基极构成的二极管联成的电路表示出来,其中三极管在有源区工作,而二极管在正向偏压下工作。这样的等效电路具有比较明显的物理意义。利用这个电路来求漂移管在一个共基极电路中脉冲工作下的储存时间。解出非平衡少数载流子的连续性方程,求出二极管p-n结附近非平衡少数载流子密度的稳定态分量及暂态分量,从而得到决定储存时间的方程。计算结果表明,储存时间与基极区域及集电极区域中非平衡载流子的寿命及表面复合速度有关。减少寿命及增加表面复合速度就可以减少储存时间。     

1550nm波长PNP型InGaAsP-InP异质结晶体管激光器材料设计与外延生长

基于器件模拟仿真,设计了一种PNP型1.5μm波长多量子阱InGaAsP-InP异质结晶体管激光器材料外延结构,并采用金属有机化学气相沉积外延生长.其中基区采用N型Si掺杂.因为扩散系数小,比较P型Zn搀杂具有较高的稳定性,因而较NPN结构外延材料容易获得高质量的光学有源区.由于N型欧姆接触比P型容易获得,基区搀杂浓度可以相对较低,有利于减小基区光损耗和载流子复合,从而获得较低的阈值电流和较高的输出光功率.所获得的外延材料呈现较高光-荧光谱峰值和65.1nm较低半峰宽.测试结果显示了较高的外延片光学质量.     

介绍一种新原理的半导体器件

用鍺或硅制成的二极管和三极管已获得了越来越广泛的应用。在一般的二极管中,扩散长度L(指半导体由少数載流子的)比起基区厚度d来要大得多。近来苏联維·依·斯达凡耶夫曾研究了一种新的半导体二极管,这种二极管的d/L远远大于1。根据他在这二篇文章里的报导,这种二极管有下列显著特点:     

1 550 nm波长PNP型InGaAsP-InP异质结晶体管激光器材料设计与外延生长

基于器件模拟仿真,设计了一种PNP型1.5 μm 波长多量子阱InGaAsP-InP异质结晶体管激光器材料外延结构,并采用金属有机化学气相沉积外延生长.其中基区采用N型Si掺杂.因为扩散系数小,比较P型Zn搀杂具有较高的稳定性,因而较NPN结构外延材料容易获得高质量的光学有源区.由于N型欧姆接触比P型容易获得,基区搀杂浓度可以相对较低,有利于减小基区光损耗和载流子复合,从而获得较低的阈值电流和较高的输出光功率.所获得的外延材料呈现较高光-荧光谱峰值和65.1 nm较低半峰宽.测试结果显示了较高的外延片光学质量.     

a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜的皮秒时间分辨光致发光

用时间分辨激光光谱学方法研究了a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜光生载流子初始动力学过程,分析了非平衡载流子的热释和复合机制。实验还表明多层膜的发光衰减截止时间、迁移率边和带尾宽度随N含量呈非单调变化规律,转折发生在x=0.85附近,这很可能是由于不同N组份引起多层膜内电场和结构变化的结果。     

半导体断路开关电路-流体耦合数值模拟

为了研究掺杂结构为p+-p-n-n+的半导体断路开关的ns脉冲截断机理,根据流体力学方程和全电流方程推导出半导体断路开关内部载流子运动满足的电流-电压关系表达式,提出了一种外电路方程和载流子流体力学方程联立求解的1维耦合数值模型。采用该模型对半导体断路开关的ns脉冲截断过程进行了数值模拟,模拟结果表明:在截断过程中,n-n+结处的载流子数密度首先开始明显降低,并出现高电场,随后p+-p结处也出现类似现象,随着载流子的抽取,高电场区域向p-n结处快速移动,最终在p-n结处完成截断,而基区载流子数密度在截断前后无明显变化。     

a-Si:H/a-SiNx:H多层膜的皮秒时间分辨光致发光

用时间分辨激光光谱学方法研究了a-Si:H/a-SiN_x:H多层膜光生载流子初始动力学过程,分析了非平衡载流子的热释和复合机制。实验还表明多层膜的发光衰减截止时间、迁移率边和带尾宽度随N含量呈非单调变化规律,转折发生在x=0.85附近,这很可能是由于不同N组份引起多层膜内电场和结构变化的结果。 关键词：     

新型半导体开关高压电磁脉冲产生技术

基于独特结构和物理特性的两类高性能新型高压半导体开关漂移阶跃恢复二极管和快速离化开关,提出一种新型高功率高压纳秒电磁脉冲产生方法,其技术路径是通过高压漂移阶跃恢复二极管开关将高贮能电感能量向高压快速离化开关及负载转移,产生高功率、高重复频率纳秒电磁脉冲,并用实验验证该方法在高重复频率（120,200,300 kHz）下产生高功率、高重复频率纳秒脉冲的有效性,输出脉冲电压分别为1.62,1.41,1.36 kV。     

强光照射下的InGaAs二极管内部光生载流子分析(英文)

以InGaAs p-i-n管为例,研究了光电二极管在激光脉冲作用下非线性响应的内部机理特征,计算分析了二极管在强光辐照下内部空间电荷屏蔽效应对器件光电响应特性产生的影响.通过计算耗尽区的电场强度、载流子分布和电子-空穴的漂移速度,发现低偏置电压或强光辐照都会使耗尽区的电场强度下降,载流子的漂移和扩散速度降低到非饱和状态,使光生载流子的复合率下降,大量载流子聚集在耗尽区内,形成了空间电荷屏蔽效应,导致二极管呈非线性响应状态.在5V偏置电压条件下,增加皮秒激光的脉冲能量,光电二极管的光伏电压响应脉宽逐渐展宽,峰值电压呈非线性变化.     

雪崩光电二极管的雪崩发光串扰研究

在使用时间关联单光子计数的量子保密通信、量子密码术等量子光学领域中,雪崩光电二极管(APD)拥有广泛的应用。然而在其工作过程中,吸收层接收到光子形成载流子,载流子个数在倍增层进行指数型增益,每个载流子通过P-N结结点均有一定概率发出光子,发出的光子在一定条件下会串扰进入另一个雪崩二极管。在盖革模式下进行单光子探测时,这种串扰光子会严重影响时间关联单光子计数的实验结果。研究了APD雪崩原理,实验中做出了串扰峰对比度比较高的现象,分析了影响串扰峰间距和形状的因素,提出通过光隔离规避串扰现象,并通过实验验证了这种避免串扰方法的可行性。     

用发光二极管的电致发光过程测普朗克常量

按光电效应原理普朗克常量可通过光电倍增管的反向截止电压测得,由于受环境光以及光电管本身噪声电流的影响,结果的精度不够理想。而发光二极管是在外界电场作用下通过PN结上的载流子相互复合产生自发辐射,辐射光子的能量直接决定于外加二极管的正向导通阈值电压,不受外界因素的影响,因此能得到较理想的结果。     

组合脉冲内间隔对限幅器热损伤效应的影响

基于物理模型法研究PIN限幅器二极管的微波脉冲热效应,研究了间隔1~20 ns的两个微波脉冲构成的组合脉冲与单个长脉冲对于器件峰值温度的影响。仿真结果表明:带有间隔的组合脉冲相对于长脉冲温升更明显,不同型号二极管的最佳时间间隔不同,与I层厚度成正相关的作用。分析了脉冲间隔的热效应机理,是载流子恢复引起下一个脉冲的尖峰泄漏加速升温,以及P区温度升高使得本征载流子浓度增加引起电热正反馈共同作用的结果。     

高功率激光装置中超快电脉冲发生器的研究

报导了一种基于雪崩晶体管和阶跃恢复二极管的超快前沿、低触发晃动方波电脉冲产生技术.利用雪崩晶体管的电触发雪崩导通特性得到脉冲主体,再用阶跃恢复二极管的超快阶跃恢复特性对脉冲前沿整形,从而得到输出脉冲幅度23 V、输出阻抗50Ω、脉冲前沿小于160 ps的方波脉冲,脉冲触发晃动小于4.5 ps(rms),脉冲宽度5 ns,幅度稳定性优于3%,顶部不平坦度优于5%.该脉冲发生器在“神光Ⅲ”高功率激光原型装置前端系统中获得成功应用.