Определение компонент объемной проводимости полупроводников типа AB в сильных постоянных электрических полях и при гармоническом воздействии

Определение компонент объемной проводимости полупроводников типа AB в сильных постоянных электрических полях и при гармоническом воздействии

В настоящее время разрабатываются приборы в области СВЧ- и КВЧ-диапазонов с использованием нелинейных свойств объема полупроводников типа АB, которые проявляются при больших напряженностях электрических полей. Процессы образования солитонов и доменов при разных уровнях напряженности изучены достаточно подробно. При этом малоисследованным остается вопрос о создании удобных для практического применения моделей, описывающих поведение носителей в указанных условиях, и определении выходных параметров структуры чипа для использования в эквивалентных схемах устройств. В работе рассмотрен феноменологический подход к разогревным процессам в объеме структур полупроводников типа AB и др. Предложен способ расчета СВЧ- и КВЧ-проводимости, основанный на решении уравнений разогрева и дрейфа носителей в сильных электрических полях и моделировании процессов, происходящих при воздействии на объем исследуемых полупроводниковых структур слабоинтенсивного переменного поля. Получены аналитические частотные зависимости амплитуды и фазы проводимости, иллюстрирующие возможность реализации режима генерации. Проанализирована квазистационарная ВАХ для основной гармоники выходного сигнала. Рассчитанные АЧХ- и ФЧХ-проводимости позволяют подобрать необходимое значение напряженности постоянного поля, обеспечивающее требуемый режим работы устройства на объемных полупроводниковых структурах в заданном частотном диапазоне. Уравнение для плотности тока горячих носителей позволяет аналитически определить диапазоны амплитуд первой (основной) гармоники выходного тока на конкретной частоте в зависимости от амплитуды напряжения.
Игорь Владимирович Малышев
Южный федеральный университет, г. Таганрог, Россия
Константин Александрович Филь
Южный федеральный университет, г. Таганрог, Россия
Ольга Андреевна Гончарова
Южный федеральный университет, г. Таганрог, Россия
Поделиться