• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

ДИНАМИКА ДВУХЧАСТОТНЫХ ЛАВИННО-ГЕНЕРАТОРНЫХ ДИОДОВ МИКРОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА

Лукин, КА, Максимов, ПП
Organization: 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Ак. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: lukin.konstantin@gmail.com

https://doi.org/10.15407/rej2015.04.054
Язык: русский
Аннотация: 

Актуальной задачей полупроводниковой электроники является разработка и создание диодных генераторов СВЧ-мощности на основе активных элементов с расширенными функциональными возможностями. Показано, что лавинно-генераторные диоды (ЛГД) на основе обратносмещенных резких p–n-переходов с постоянным напряжением обратного смещения являются генераторами СВЧ-мощности. Теоретический анализ математической модели ЛГД основан на решении полной системы уравнений диффузионно-дрейфовой модели, описывающей физические процессы в диоде с учетом влияния заряда подвижных носителей на электрическое поле. Рассчитан предельный цикл и инвариантный тор в фазовой плоскости ЛГД. Показано, что при высоком напряжении обратного смещения на резких p–n-переходах в ЛГД возникает внутренняя обратная связь между электрическим   полем и лавинным током, приводящая к токовой неустойчивости и генерации двухчастотных колебаний. Результаты теоретического анализа ЛГД являются теоретической основой для разработчиков мощных источников электромагнитных волн микроволнового диапазона. 

Ключевые слова: аттрактор, двухчастотные автоколебания, лавинно-генераторный диод, предельный цикл

Статья поступила  20.10.2015 г.
PACS     85.30.Mn; 85.30.−z; 85.30.Kk
УДК 621.382.2.029.64
Radiofiz. elektron. 2015, 20(4): 54-61
Полный текст (PDF)
 

References: 
  1. Тагер А. С. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ / А. С. Тагер, В. М. Вальд-Перлов. – М.: Сов. радио, 1968. – 480 с.
  2. Касаткин Л. В. Полупроводниковые устройства диапазона миллиметровых волн / Л. В. Касаткин, В. Е. Чайка. – Севастополь: Вебер, 2006. – 319 с.
  3. Федоров Н. Д. Электронные приборы СВЧ и квантовые приборы / Н. Д. Федоров. – М.: Атомиздат, 1979. – 246 с.
  4. Влияние перегрева p–n-перехода на деградацию мощных кремниевых лавинно-пролетных диодов / А. Е. Беляев, В. В. Басанец, Н. С. Болтовец, и др. // Физика и техника полупроводников. – 2011. – 45, № 2. – С. 256–262.
  5. Кэррол Дж. СВЧ-генераторы на горячих электронах / Дж. Кэррол; пер. с англ. под ред. Б. Л. Гельмонта. – М.: Мир, 1972. – 382 с.
  6. Internal Amplification of Current Pulses inside a Reverse Biased pn–i–pn-structure / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, A. A. Colavita, P. P. Maksymov // Int. J. Modeling and Simulation. – 2003. – 23, N 2. – P. 77–84.
  7. Lukin K. A. Self-oscillations in reverse biased p–n-junction with current injection / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, and P. P. Maksymov // Appl. Phys. Lett. – 2003. – 83, N 20. – P. 4643–4645.
  8. Лукин К. А. Режим автоколебаний в резких ‑-переходах с постоянным обратным смещением / К. А. Лукин, П.П. Максимов // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / 13, № 2. – С. 232–238.
  9. Лукин К. А. Исследование энергетических характеристик автогенераторов миллиметровых и субмиллиметровых волн на основе резких p–n-переходов / К. А. Лукин, П.П. Максимов // Радиофизика и электрон. – 2012. – 3(17), № 2. – С. 74–79.
  10. Lukin K. A. Chaotic instability of currents in a reverse based multilayered structure / K. A Lukin, H. A. Cerdeira, A. A. Colavita // Appl. Phys. Lett. – 1997. – 71, N 17. – P. 2484–2486.
  11. Lukin K. A. Current Oscillations in Avalanche Particle Detectors with pn–i–pn-Structure / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, A. A. Colavita // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1996. – 43, N 3. – P. 473–478.
  12. Максимов П. П. Алгоритм решения уравнений диффузионно-дрейфовой модели полупроводниковых структур с лавинными –-переходами / П. П. Максимов // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и
  13. Лукин К. А. Модифицированный метод встречных про-гонок / К. А. Лукин, П.П. Максимов // Радиофизика и  электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Х., 1999. – 4, № 1. – C. 83–86.
  14. Лукин К. А. Метод расчета полупроводниковых структур Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Х., 1999. – 4, № 1. – C. 87–92.
  15. Лукин К. А. Метод расчета лавинных ‑-переходов в режиме автогенерации / К. А. Лукин, П.П. Максимов // Радиофизика и электрон.: сб. науч. тр. / Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. Х., 2005. – 10, № 1. – С. 109–115.
  16. Самарский А. А. Разностные методы решения задач газовой динамики / А. А. Самарский, Ю. П. Попов. – М.: Наука. 1980. – 352 с.
  17. Кузнецов С. П. Динамический хаос (курс лекций) / С. П. Кузнецов. – М.: Изд-во физ.-мат. лит., 2001. – 296 с.
  18. Рабинович М. И. Автоколебания / М. И. Рабинович // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. - М.: Сов. энцикл. 1988. ‑ 1. – С. 12–15.