Анализ биполярного транзистора по переменному току и малосигнальная модель. 3 страница

Гомоструктуpa — образец (полупроводник), в котором область с большим градиентом химического состава сформирована изменением концентрации примеси.

Гетероструктура — образец, в котором область с большим градиентом химического состава сформирована изменением основного химического состава. Область гетероструктуры, в которой нарушена электронейтральность, называют гетеропереходом.

Биполярные гетеротранзисторы (НВТ), использующие SiGe в качестве базовой области - малошумящие усилители и усилители мощности. Объединение НВТ на SiGe со стандартными КМОП и БиКМОП структурами - ИС обработки аналогового и смешанного сигналов для использования в радиопромышленности и связи. Использование деформированного SiGe в КМОП приборах повышает быстродействие p – канальных МОП структур почти на 20%. Объединение сжатой SiGe пленки с кремнием под растягивающем напряжением с углубленным истоковым слоем n – или p – типа увеличивает эффективную подвижность в 4 раза. Основная область использования гетероструктур – оптоэлектроника. Для гетероструктур изменяется ширина запрещенной зоны (меняются основные свойства материала). Основное применение гетероструктур связано с эффектом сверхинжекции: если в анизотипном гетеропереходе носители инжектируются из широкозонного полупроводника в узкозонный, то эффективность инжекции по сравнению с обычным p-n переходом возрастает в exp(DE_i/kT) раз, где DE_i – разрыв в соответствующей зоне.

Вопрос 48.Полупроводниковые лазеры. Гетероструктуры в оптоэлектронике.

Модель основных процессов в полупроводниковом лазере:

Поглощение

Спонтанное излучение

Стимулированное излучение

В гетероструктурах за счет сверхинжекции реализуется инверсная заселенность уровней, необходимая для стумулированного излучения. Если оптическое усиление сигнала превосходит все световые потери в структуре, то такая структура будет являться источником когерентного излучения, т.е. лазером. Для светового усиления используется световой резонатор. Параллельное скалывание двух противоположных граней кристалла создает систему двух параллельных зеркал, т.наз. резонатор Фабри – Перо:

Гетероструктуры позволяют за счет эффекта сверхинжекции достичь требуемого уровня инверсной заселенности зоны проводимости при меньших токах через p-n переход.

В структуре с двумя гетеропереходами носители сосредоточены внутри активной области, ограниченной потенциальными барьерами. Излучение ограничено той же областью из-за соответствующих показателей преломления.

Волноводный эффект:

Если показатель преломления активной области больше показателей преломления окружающих областей, то излучение распространяется в направлении, параллельном границам раздела слоев.

Дата добавления: 2014-11-29