Ю Полупроводниковые приборы с отрицательным сопротивлением. М., «Энергия», 1970. 320 с. с нлл,
В книге рассмотрены полупроводниковые приборы с патающим участком вольт-амперной характеристики с позиции общей теории отрицательного сопротивления. Изложены основы работы, особенности кон->••] рун ров а ни я и применения таких приборов.
Книга предназначена для инженерно-технических и научных работников полупроводниковой электропики, а также для студентов старших курсов и читателей, интересующихся приборами с отрицательным iо-
кур пропшлг-ипем.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последнее десятилетие в полупроводниковой радиоэлектронике возникло повое направление связанное с созданием приборов с отрицательным сопротивлением (ОС). Значение этого направления с каждым годом возрастает, поскольку применение полупроводниковых приборов с отрицательным сопротивлением значительно упрощает конструирование схем и позволяет существенно сократить габариты и вес радиоэлектронной аппаратуры. Благодаря внутренней положительной обратной связи по току или напряжению у приборов с ОС можно построить автогенератор без элементов цепи внешней положительной обратной связи. Наиболее широкое применение полупроводниковые приборы с ОС нашли в переключающих, усилительных и генераторных схемах. Наличие внутренней обратной связи позволяет считать полупроводниковые приборы с ОС по существу элементарными функциональными твердыми схемами.
Впервые в научную литературу термин и понятие «отрицательное сопротивление» были введены М. А. Бонч-Бруевичем [Л. 1] после изобретения О. В. Лосевым [Л. 2] кристадина.
Однако внимание радиоинженеров к приборам с ОС было привлечено лишь после появления в 1958 г. туннельного диода, предложенного японским физиком Еса-ки [Л. 6]. Есаки изучал явление пробоя в узких германиевых р-п-переходах. Им было установлено, что пробой p-n-перехода, образованного в вырожденном германии, происходит вследствие туннельного эффекта.
В отличие от кристадина, имевшего участок отрицательного сопротивления на вольт-амперной характеристике, туннельный диод имеет участок отрицательной проводимости. Туннельные диоды правильнее было бы называть приборами с отрицательной проводимостью
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ..............
ЧАСТЬ I
ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ЕГО ПОЯВЛЕНИЕ В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРАХ
Глава первая. Отрицательное сопротивление
1-1. Понятие об отрицательном сопротивлении и отрицательной проводимости.........
1-2. Комплексное представление отрицательного сопротивления и отрицательной проводимости .....
1-3. Полупроводниковый прибор как отрицательное сопротивление ............
1-4. Отрицательное сопротивление и отрицательная проводимость ............
1-5. Включение отрицательного сопротивлении и отрицательной проводимости в электрическую цепь .
1-6. Оптимальные значения отрицательного сопротивления и отрицательной проводимости .....
1-7. Моделирование отрицательного сопротивления и отрицательной проводимости........
1-8. Способы изменения формы вольт-амперной характеристики приборов с отрицательным сопротивлением
л а а а и т о р а я. Общие свойства приборов с отрицательным сопротивлением ..........
2-1. Классификация приборов с отрицательным сопротивлением ............
2-2. Обратная связь в приборах с отрицательным сопротивлением ............
2-3. Взаимосвязь вида вольт-амперной .характеристики с типом обратной сня.чп и характером реактивности приборов е (njiiinarivii.iii.iM сопротивлением ... 29
2-1. О дуальности приборов с вольт-амперными .характеристиками I и II классом........37
2-5. Условия появления участка отрицательного сопротивления на вольт-амнерной характеристике .... 41
7 9 10 13 14 17 19
21 25
ЧАСТЬ II
ПРИБОРЫ ПЕРВОГО И ВТОРОГО КЛАССОВ
Глава третья. Туннельные и обращенные диоды ... 47
3-1. Физические процессы и туннельных диодах, обусловливающие появление отрицательной проводимости . 47
3-2. Ь'ольт-ампсрцая .характеристика туннельного диода 54
3-3. Эквивалентная схема и основные параметры туннельного диода............59
3-4. Зависимость параметров туннельного диода от температуры .............63
. Обращенные диоды......
3-6. Время переключения туннельного диода
•Л.7 U.......,...... -------
3-5. Обращенные диоды..........06
3-6. Время переключения туннельного диода .... 68 3-7. Измерение параметров туннельного диода ... 71
Глава четвертая. Общие свойства приборов со структуой -п--п-
рой р-п-р-п-тнпа
87
4-1. Физические процессы в р-я-р-я-структуре, обусловливающие появление участка с отрицательным сопро-
тивлением на вольт-амперной характеристике ... 87
4-2. Эквивалентная схема р-я-р-я-структуры .... 99
4-3. Вольт-амперная характеристика р-я-р-я-структуры . 102
4-4. Время переключения р-я-р-л-структуры . . . . 105 4-5. Особенности измерения параметров приборов со
структурой р-я-р-я-типа ........ 108
Глава пятая. Типы приборов второго класса . . . . 111
5-1. Динистор ............ 111
5-2. Тринистор ............ 118
5-3. Бинистор ............ 124
5-4. JV- транзистор ........... 131
5-5. Диод с двойной базой ......... 137
5-6. Криосар ............ 13J
5-7. Лавпппо-инжекцпонпый дпп/i ....... 141
ЧАСТЬ III
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
Глава шестая. Особенности конструкции приборов с отрицательным сопротивлением .......
6-1. Конструкция туннельных и обращенных диодов . . 144 6-2. Конструктивное оформление приборов на основе
р-я-р-я-структуры и других типов приборов ... 146
Глава седьмая. Основные технологические методы . . 147
7-1. Общие замечания .......... 147
7-2. Сплавная технология ......... 148
7-3. Диффузионная технология ........ 149
7-4. Диффузионно-сплавная технология ..... 149
7-5. Планарная технология ......... 150
319
144
7-Г). Меза-технология.......... 152
7-7. Электроннолучевая технолошя...... 153
Глава восьмая. Основные технологические процессы . . 154
8-1. Сплавление............ 154
8-2. Диффузия............ 171
8-3. Нанесение пленки двуокиси кремния ... . 180
8 4. Эпптаксия............ 199
8-5. Фотолитография .......... 202
8-6. Создание омических контактов и выводов . . . 204
8-7. Защита и герметизация........ 209
8-8. Напыление тонких пленок........ 215
Глава девятая. Особенности технологии изготовления
туннельных диодов ........... 222
9-1. Выбор материалов.......... 222
9-2. Последовательность технологических процессов . . 22'>
9-3. Контроль параметров и испытания...... 228
Г л а в а д е с я т а я. Особенности конструирования и технологии изготовления приборов с p-n-p-n-структурой . . 229 10-1. Особенности конструирования • приборов с р-п-р-п-
структурой............ 229
10-2. Выбор полупроводникового материала .... 231
10-3. Методы изготовления р-п-р-п-структур .... 231
10-4. Контроль параметров и испытания..... 235
ЧАСТЬ IV
ПРИМЕНЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРИБОРОВ
С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
Глава одиннадцатая. Применение приборов с отрицательным сопротивлением .........
11-1. Общие замечания..........
11-2. Основные принципы применения приборов с отрицательным сопротивлением ........ 235
11-3. Анализ устойчивости приборов с отрицательным сопротивлением ............ 240
Глава двенадцатая. Применение приборов с вольт-амперной характеристикой 1 класса ...... 254
12-1. Генераторные схемы......... 254
12-2. Усилительные схемы......... 257
12-3. Схемы преобразователей........ 202
12-4. Логические и переключающие схемы .... 265
Глава тринадцатая. Применение приборов с вольт-амперной характеристикой II класса ...... 2G3
13-1. Общие замечания.......... 268
13-2. Релаксационные генераторы....... 269
13-3. Усилительные схемы........• 294
13-4. Переключающие схемы........ ^"'
Глава четырнадцатая. Перспективы развития и применения приборов с вольт-амперными характеристиками
1 и И классов............ 305
14-1. Приборы с вольт-амперной характеристикой I класса 305
14-2. Приборы е вольт-амперной характеристикой И класса 308
Литература.............. 31^
Цена: 150руб.
