抽象性
宽带4H-SiC双流区域动态性能 IMPATT二极管首次模拟特拉赫兹频率模拟实验确定Sic基础IMPATT二极管高功率潜力 terahertz源码设备中的寄生子序列抗药性发现将RF功率输出减少10.7%。外部辐射对模拟二极管的影响也在研究中研究发现(一)负导演和(二)二极管下降负阻抗力,而操作频率和质量因子在光照下向上移4H-SiC基础IMPATT被发现支配调制活动半导体电子化率和洞电化率不等可能与这些发现相关联。
开工导 言
Terahertz科技正在全世界各地快速开发基本自然科学(物理、化学和生物)以及医学[一号..Terahertz应用技术运行范围介于300-10THz(1-30米)之间,正从军事和安全领域吸引更多兴趣全世界科学家正在寻找高功率固态源,可用作高效Thz源电压流二极管是mm和子m波频率上最强固态源并广泛用于各种民用和空间通信系统以及高功率雷达、导弹搜索者等传统IMPAT二极管编译GaAss(二极管)和Si(硅)被发现可靠,但由于材料参数基本有限,这些受电流和操作频率限制为了满足高功率THZ固态源的逐步需求,正在广泛研究开发高功率IMPATT设备,这些设备可在高频区域操作。方法之一是使用电联技术提高IMPAT设备输出功率,但实际上很难合并大数设备另一选项是从高临界电场半导体开发IMPAT设备 和高热传导性 )[2..高值 高饱和漂移速度充电载体 )是选择合适的基半导体材料用于IMPATT制造的基本标准,因为RF电量密度(RF电量密度) IMPATT设备比例 .此外,为在Thz设备中实现良好的热稳定性,基础材料应高值热传导性 )并.考虑所有这些事实,WBG半导体SIC自动选择高功率IMPATT设计 ,二) 和三 对比传统Si、GAs和InP(二磷化物)意指SICIMPATTss有可能产生 比对等WBGSIC设备预期优异性能可用优异数字评估(FOM)。密钥FOM考虑晶体管速度和热限值,约翰逊FOM考虑高频高功率设备以Keyes和JohnsonFOMsssity表示GaAs表示Keyes和JohnsonfOM数分别为0.45和7.1,4H-SiC表示5.1和2782..紧随高频高温操作SIC发现优于Si和GaAs4H-Si3,4sic生成 相对成熟宽带半导体技术从制造技术成熟度和独特材料参数来看,WBG半导体,特别是SiC似乎是未来十年设备开发最优选择,特别是在Thz区域。低频区域4H-Sic基础IMPATT优于传统IMPATT5..SIC高功率THZ源的前景仍未探索本文作者首次报告4H-Si目前SiC研究中常用2类SiC-SiC和4-H-SiC4H-SiC偏向于6H-SiC,因为4H-SiC载波异向化,即沿两平面完全相同C级六角半导体-axis),而在 6H-Si4H-SiCIMPATT高频性能远优于6H-SiC对应 并 [6..通过研究DC和WBG4H-SiC平面解析小信号属性 IMPATT二极管模拟THZ系统操作
寄生阳性序列抗药性 关键参数限制分权并引起高频IMPATT问题除基调作用外,p-n交叉二极管参数,特别是损耗层宽度、 dop密度等,也有助于推波助澜 .此外,该装置的接触抗药性大有助于寄生子序列完全抗药性作者判定值 模拟IMPAT设备计算子串、无损表层和Ohmic接触作者评估值 通过通用模拟技术设计二极管,并模拟其对设备可用功率水平的影响
光控THZIMPAT设备动态特性可大规模应用高级雷达和空间通信系统基本过程是当光子(光学/其他辐射)大于半导体波段间隔时, 边沿IMPATT二极管反偏切p-n接合点消化时, 产生更多电子洞对子发生于二极管活动区照片生成载体产生光流并增强IMPATT二极管中的现有热泄漏流增强泄漏流改变二极管雪崩相延前一实验7和理论5,6光照IMPAT二极管研究显示光生成载波降低设备的效率和功率输出量,但提高MM波频带内设备调频范围最近一份关于电离辐射对SiIMPATT二极管特征的影响的报告确认,IMPATT用外部辐射控制性能是一种新兴技术,目前正在探索开发重要应用可能性8..光化IMPATTs这些有趣的结果促使作者从理论上调查外部辐射对调控4H-SiCDDDTHZIMPATT动态特性的作用修改模拟程序已用于此目的
二叉模拟技术理论
模拟方法由三部分组成:(一)dc分析,(二)小信号分析,和(三)研究光效果模拟技术IMPATT二极管基本为p-n交叉二极管,当它逆向偏向向雪崩分解条件时操作本分析中考虑了单维连接模型模拟dc和小信号行为4H-SiCDIDIMPAT二极管
4H-SiC解析二极管首先通过通用双迭模拟技术设计优化九九..方法包含迭代域最大值 并定位耗竭层电场和载波流剖面通过Poisson和当前连续方程同时解析获取实验物参数值,即实战电离率、饱和流速率和4H-Si10嵌入本分析连接温度假设为300K设备维度、点点和当前二极管密度一号优化操作约700千兆赫
小信号分析IMPATT二极管通过双迭代模拟技术执行九九解决二阶微分方程双极阻抗 和响应 )小信号接收特征(负行为性(负行为性) )对置信度 平面图)、设备负抗力和装置质量因子 优化SIC解析二极管由满足适当边界条件后确定11..全综合负抗 和响应 二极管特定频率QQ 和自动性 耗竭层剖面图(耗竭层宽度为损耗层宽度为2+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ),详解如下: 二极阻抗表示 .
并发二维阻抗 获取方式 二极管全负导演 和置信度 )从以下表达式计算 并 正函数 电压 和频度稳定状态条件由12万事通 去哪儿 负载传导 , 并 归并二极管区域关系最小不确定性 低振荡阈值作者评估 从接收特征使用现实分析Gummel和Blue13和Alderstein等[12并没有任何尖锐假设小信号条件下 (范式 秋千化 假设50%调制分解电压 .如此小值 , 计算参考值 近似二极管行为 共振最大值 功率密度 )从设备获取表达式
二元负导法最优频率 归并二极管当前模拟技术空间步数定为+++-10m.早先报告此模拟法对子变和THZIMPATT二极管有效11,14..
渗漏流 进耗区偏向二极管平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面 体积小到电洞电流乘法 可被视为无限大因此,设备光照下流增强表现为下降 .IMPAT结构中光流组成可有选择地用激光束改变 或 设备侧面通过构造光窗直径适切,将二极管安装在一个微波闭塞中电子饱和电流和洞饱和电流可单独增强,这将改变SiC基设备小信号行为顶层装机和翻转芯片结构图一号说明光照生成电流和孔控光流为了评估渗漏流对控制4H-SiCIMPAT振荡器动态特性的作用,作者对4H-SiCIMPAT振荡器效果进行模拟研究 维基百科 极高++6和) 维基百科 极高++6上小信号负传导 功率和(三)设备负抗 平面剖面4H-SiC解甲返乡IMPATT数学计算细节基于因渗漏流增强而修改边界条件11..
3级结果和讨论
优化设计参数非闭合SICDLIMPATT二极管 并 都大(=10)6)上一节提到DC和高频模拟二极管特征报告表2并优先讨论表22显示THZIMPATT二极管基于SIC分解55.3V模拟二极管能生成最大值 联想 微信2级效率为10.5%
表23显示值 0.7THZ模拟二极管小信号负导演值 置信度 )和预期值负载传导 低功率振荡阈值表中也报告3.R值S级4H-SiCIMPATT被发现 ....2.Ohmic接触抗药性可能对广带IMPAT设备高频(THZ级)性能施加严格限制,因此接触抗药性应被纳入对寄生性数列抗药性的现实考量中最近的一项研究显示,ic接触n-Si通过这种技术,N-SiC稳定低阻抗7级青山市2可实践实现[15..低特异性接触阻抗p-Si使用合金组成像Ni/AL对p-Si-6青山市2可实践实现[16..值得一提的是,为了从Thz源获取可观电量(Watt级),低特异接触阻抗7级青山市2)应该实现,因为在Thz区域二极管内生负抗药性通常很小可预测到,进一步增加p-SiC半导体材料的用药集中度,7级青山市2可实现现实比较现实值有效寄生链阻抗 包括接触阻抗作用 ....24H-SiCIMPATT可用传输线测量技术测量低接触抗药性效果学 上 二极图显示2.图中反映了这一点2甚至在前文 可观性 权密度 微信2级从模拟Thz设备中获取
图3显示小信阻塞图THZ二极管图显示设备对雪崩频率以上所有频率均拥有负抗 中位反应能力这是因为,在振荡频率范围中,大小 被发现小比 .图中也显示这一点3中值 并 下降操作频率增加
电子和孔支配光流对WBGIMPATTTT性能THZ效果4.表显示值 下调二极管下调 并 .同时,频率范围 设备显示负传导, 向高频移位 并调低 并 .开明TM和FC平面IMPATT二极管输出数据4表示峰值负导值 下降6.7% 从 10 下降625对SIC基础THZ设备,而相似下调 下降23.0%完全相同趋势反映在图中4(a)并4(b)sic光化Thz设备录入图数字显示孔支配光流对调入特征的影响远比电子支配光流显著最优振荡频率 光线SiC二极管增加11.4% 从 10 下降6至25相近变换 上移 高得多(29.0%)。
(a)
(b)
图解5(a)并5(b)显示峰值频率负阻抗性剖面 高山市 和) 高山市 sc基础二极管负抗性剖面洞察耗竭层区域 权势在每个实例中,剖面特征特征为二极相间滑动层中间两个负阻抗峰值从图中可以看出,电子和孔光流增强后,电子负抗冲峰值和洞流层渐渐淡化并发现负抗性峰值下降对于变异性比较明显 对应孔支配光流 对应电子支配光流
(a)
(b)
模拟研究还描述4H-SiCDRIMPATT 从10下降6至25时二极管负抗药性下降54.0%(二极管负抗药性下降54.0%(二极管负抗药性下降54.0%)(二极管负抗药性下降54.0%)(二极管负抗药性下降54.0%)(二极管负抗药性下降54.0%)(二极管负抗药性下降54.0%)(二极管负抗药性下降54.0%) )反之, 从 10 修改6向25 下降74.3%4)
功率输出变化最大频 并 表格中也显示4.从研究中再次发现设备质量因子大小最优振荡频率 可观增量下降 对比相同的变化 值表4)
电子流和孔控光流增强 , 并 并发向上移 .照片生成流出由漏洞调节为主 DC和高频特性设备 以电子为主单波Si解甲归田报告电子饱和流 并 [7..i电子电离率大于洞电离率这就意味着,通过Si更多电离载波控制DDRIMPATT行动可实现高频移位同一逻辑还可得出结论,4H-Sic中的漏洞比电子更多电离载量,因为4H-SiCDDDIMPATT在Thz区域光照光线下对孔支配光流比较敏感4H-SiCDRIMPAT性能中孔漏流相对优可归结为4H-SiC电离系数值不平等10..
4H-SiC热传导性一号K级一号高位高位 高位高位 高位高位高位 高位高位高位高位 高位高位高位高位高位 高位高位高位高位 高位高位高位高位高位 高位高位高位高位 高位高位高位高位帮助SicIMPATT快速消散连接点生成热量再者,如果用钻石热槽实战实现4H-SiCTHZIMPAT设备,有效热传导率将提高至如此高值,以至于接合温度不会比环境(300K)大增,尽管设备产生a 联想 微信2级.
由于缺乏SICTHZIMPATT二极管实验数据,模拟结果无法比较光照下设计二极管THZ特性变化性质与Si基础IMPATT二极管低频区实验结果形成趋势协议可在此提及大信号计算机模拟可提供更好的量化信息,说明光照对频率调优的影响 输出电量,但小信号分析预测的光照响应性质将保持不变。
4级结论
当前模拟研究证明4H-SiC基础IMPATT二极管即使在高频达0.7THz时也能产生高功率上期报文中14频率限为0.5THZ此外,在本文件中,作者实事求是模拟寄生链总抗THZSICIMPATT值,它包括二极管和Ohmic接触阻14因接触金属而产生序列抗药性不予考虑基于全序列阻抗信息,本文提供,人们可以从Thz区域SiC解甲返乡获取更精确的可用电量水平概念外辐射对0.7THZ设备的影响似乎相当突出。高频摄取4H-SiC解甲返乡IMPATT将提高频率调试能力关于实验验证可行性的讨论未纳入前条[14..本文作者将在下文讨论实验验证4H-SiCDR二极管光照的可能性4H-SiCTHZIMPATT二极管实现可通过以下过程步骤实现
设备仿照像照相平面画 沉积金属触点和mesa编译响应离子嵌入
THZ属性特征化可能使用双电双平面波向导,设备是波向导不可分割的一部分
电源传输技术可使用金属切片波导法,通过140毫米宽度和300米厚板锯除法编译6)[18号..高频(3THZ)电源转移可使用陶瓷 Alumina制成像丝带结构17..图图显示结构图7(a)并7(b).
THZ功率和频率测量方法可用THZ向量网络分析器或使用光导法完成(图右图显示6)
(a)
(b)
类似图中显示的安排8并九九适当修改以包括THZ电量和频率光导检测,可用于4H-SiCIMPATT光照实验辐射强度可实验性地通过凸透镜增加,图中显示8.
得出的结论是,这些发现可用于实现光集THZ模块有效应用THZ通信和星际探索
感知感知
作者(Moumita Mukherjee和Nilratan Mazumder)感谢加尔各答国际信息技术学院院长对工作的兴趣Moumita Mukherjee感谢印度新德里国防研发组织向她颁发高级研究研究金以完成这项工作Ka带4H-SicIMPAT二极管初步模拟结果发布于2007年5月14日至16日在匈牙利布达佩斯举行的第12次微波通信会议录,pp187-190.