RU2569906C1 - Многоэлементный мдп варикап - Google Patents
Многоэлементный мдп варикап Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569906C1 RU2569906C1 RU2014134602/28A RU2014134602A RU2569906C1 RU 2569906 C1 RU2569906 C1 RU 2569906C1 RU 2014134602/28 A RU2014134602/28 A RU 2014134602/28A RU 2014134602 A RU2014134602 A RU 2014134602A RU 2569906 C1 RU2569906 C1 RU 2569906C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semiconductor
- control electrode
- drain unit
- drain
- varicap
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано при разработке варикапов, предназначенных для управления частотой и фазой переменного сигнала в радиотехнических устройствах ВЧ и СВЧ диапазона. МДП-варикап содержит полупроводник электронного типа проводимости, диэлектрик, управляющий электрод и узел стока неосновных носителей с р-n областью, имеющей глубину, равную толщине полупроводника. Узел стока выполнен многоэлементным в виде набора чередующихся областей электронной и дырочной проводимости, причем одна из областей узла стока соединена с управляющим электродом, а линейный размер элементов узла стока равен линейному размеру полупроводника. Предлагаемая конструкция обеспечивает снижение собственной емкости узла стока обратно пропорционально числу областей дырочной проводимости элементов узла стока, что приводит к увеличению перекрытия по емкости. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано при разработке варикапов на основе системы металл-диэлектрик-полупроводник (МДП), предназначенных для управления частотой и фазой переменного сигнала в радиотехнических устройствах ВЧ и СВЧ диапазона.
Известен МДП-варикап, содержащий полупроводник электронной проводимости, диэлектрик, управляющий электрод, узел стока неосновных носителей с p-n-переходом [Lloyd W Hackley, Seminole, Fla, "Varactor tuning diode with inversion layer, Put. 4.903.086, Feb. 20, 1990, US]. Недостаток данной конструкции прибора состоит в наличии тока проводимости р-n-перехода, включенного в прямом направлении, при состоянии емкости прибора, соответствующей номинальному значению, что ограничивает возможность его использования в качестве емкостного ключа.
Наиболее близким к предлагаемой конструкции является МДП-варикап на основе системы металл-диэлектрик-полупроводник [Патент РФ №2486633, МПК H01L 29/92, опубл. 27.06.2013 г.]. Данный прибор содержит полупроводник электронной проводимости, диэлектрик, управляющий электрод и узел стока неосновных носителей с р-n-переходом. Область дырочной проводимости р-n-перехода узла стока неосновных носителей имеет глубину, равную толщине полупроводника, и выполнена в виде цилиндрического слоя, внутри которого расположена часть исходного полупроводника электронной проводимости, соединенная с управляющим электродом.
Недостаток известной конструкции прибора состоит в высоком значении собственной емкости элементов узла стока неосновных носителей, ограничивающей величину перекрытия по емкости.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение собственной емкости элементов узла стока неосновных носителей заряда, что позволит увеличить отношение максимального значения емкости МДП-варикапа к его минимальному значению.
Поставленная задача достигается тем, что МДП-варикап содержит полупроводник электронного типа проводимости, диэлектрик, управляющий электрод и узел стока неосновных носителей с p-n-переходом, глубина залегания которого равна толщине полупроводника, линейные размеры р-n-перехода вдоль поверхности равны линейному размеру полупроводника. Узел стока неосновных носителей выполнен многоэлементным в виде набора чередующихся изолированных областей дырочных и электронных типов проводимости с глубиной залегания, равной толщине полупроводника, при этом одна из областей электронного типа проводимости соединена с управляющим электродом.
На Фиг. 1 и 2 представлена конструкция предлагаемого многоэлементного варикапа (в разрезе и вид сверху), на Фиг. 3 - его эквивалентная схема.
Прибор содержит полупроводник электронной проводимости 1, диэлектрик 2, управляющий электрод 3, контакт к полупроводнику 4. Узел стока неосновных носителей содержит области электронной проводимости 5 (5а, 5в, 5с) и области дырочной проводимости 6 (6а, 6в, 6с), глубина залегания которых равна толщине полупроводника, а также вспомогательный диэлектрик 7. Один из элементов узла стока - 5в соединен с управляющим электродом 3 (Фиг. 1). Линейные размеры элементов узла стока вдоль поверхности равны линейному размеру полупроводника (Фиг. 2).
На эквивалентной схеме: С0 - удельная емкость диэлектрика, Csc- емкость области пространственного заряда полупроводника, Rs-эквивалентное последовательное сопротивление прибора. Символом D1 обозначен эквивалентный n-р-переход в цепи между электродами 3 и 4, представляющий собой систему из последовательно соединенных n-р-переходов. При этом одна из n областей этой цепочки контактирует с управляющим электродом 3. Соответственно D2 - р-n-переход, эквивалентный системе последовательно соединенных р-n областей между электродами 3 и 4, n областью крайнего в этой цепочке диода является объем полупроводника 1. Элемент С1 на схеме - это эквивалентная параллельная емкость диода D1, символом С2 обозначена эквивалентная параллельная емкость диода D2.
Принцип действия предлагаемого прибора состоит в следующем.
При подаче на управляющий электрод 3 положительного напряжения в приповерхностной области полупроводника 1 реализуется режим обогащения основными носителями заряда и емкость прибора
CH=C0S,
где CH - номинальное значение емкости прибора;
С0 - удельная емкость диэлектрика 2;
S - площадь управляющего электрода 3.
В этом случае p-n-переход D1 включен в обратном направлении, а р-n-переход D2 - в прямом, и ток проводимости через прибор определяется обратным током диода D1, что обеспечивает возможность использования прибора в качестве одного из состояний емкостного ключа за счет увеличения перекрытия по емкости.
При подаче на управляющий электрод отрицательного напряжения смещения диод D1 включен в прямом направлении, а диод D2 - в обратном. В этом случае неосновные носители заряда через узел стока удаляются из области пространственного заряда полупроводника. При полном обеднении полупроводника неосновными носителями реализуется второе стабильное состояние прибора, позволяющее использовать его в качестве емкостного ключа. Наличие в конструкции двух встречных p-n-переходов обеспечивает отсутствие шунтирующих токов проводимости во всех режимах работы варикапа.
Каждая из эквивалентных емкостей С1 и С2, параллельных диодам D1 и D2, представляет собой последовательную цепочку из емкостей отдельных диодов. Такая конструкция обеспечивает снижение собственной емкости узла стока обратно пропорционально числу областей дырочной проводимости элементов узла стока. В результате увеличивается перекрытие по емкости.
Вспомогательный диэлектрик 7 конструктивно расположен в области локализации узла стока неосновных носителей, обеспечивает изоляцию и устраняет влияния поверхностных токов утечки вдоль обратной поверхности полупроводника на параметры прибора.
Конструкция предлагаемого МДП-варикапа обеспечивает достижение более высоких значений основных технических характеристик прибора: предельной частоты и перекрытия по емкости, позволит снизить собственную емкость элементов узла стока неосновных носителей заряда и использовать его для управления частотой и фазой переменного сигнала в радиотехнических устройствах ВЧ и СВЧ диапазона.
Claims (1)
- Многоэлементный МДП-варикап, содержащий полупроводник, диэлектрик, управляющий электрод и узел стока неосновных носителей с р-n областью, имеющей глубину, равную толщине полупроводника, отличающийся тем, что узел стока выполнен в виде набора чередующихся областей электронной и дырочной проводимости, причем одна из областей электронного типа проводимости узла стока соединена с управляющим электродом, а линейный размер элементов узла стока вдоль поверхности равен линейному размеру полупроводника.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134602/28A RU2569906C1 (ru) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | Многоэлементный мдп варикап |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134602/28A RU2569906C1 (ru) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | Многоэлементный мдп варикап |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2569906C1 true RU2569906C1 (ru) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014134602/28A RU2569906C1 (ru) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | Многоэлементный мдп варикап |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2569906C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU853708A1 (ru) * | 1979-09-19 | 1981-08-07 | Институт электроники АН Белорусской ССР | Мдп-варикап |
US4903086A (en) * | 1988-01-19 | 1990-02-20 | E-Systems, Inc. | Varactor tuning diode with inversion layer |
RU2119698C1 (ru) * | 1995-11-15 | 1998-09-27 | Валерий Моисеевич Иоффе | Варикап |
US5854117A (en) * | 1995-09-18 | 1998-12-29 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a varicap diode, a varicap diode, a receiver device, and a TV receiver set |
RU100333U1 (ru) * | 2010-06-10 | 2010-12-10 | ФГУП "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" (ФГУП "НИИМП-К") | Мдп-варикап с переносом заряда |
RU102845U1 (ru) * | 2010-06-10 | 2011-03-10 | ФГУП "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" (ФГУП "НИИМП-К") | Мдп-варикап |
RU2447541C1 (ru) * | 2010-12-03 | 2012-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" | Мдп-варикап |
RU2486633C1 (ru) * | 2012-02-01 | 2013-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" | Варикап на основе системы металл-диэлектрик-полупроводник |
-
2014
- 2014-08-26 RU RU2014134602/28A patent/RU2569906C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU853708A1 (ru) * | 1979-09-19 | 1981-08-07 | Институт электроники АН Белорусской ССР | Мдп-варикап |
US4903086A (en) * | 1988-01-19 | 1990-02-20 | E-Systems, Inc. | Varactor tuning diode with inversion layer |
US5854117A (en) * | 1995-09-18 | 1998-12-29 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a varicap diode, a varicap diode, a receiver device, and a TV receiver set |
RU2119698C1 (ru) * | 1995-11-15 | 1998-09-27 | Валерий Моисеевич Иоффе | Варикап |
RU100333U1 (ru) * | 2010-06-10 | 2010-12-10 | ФГУП "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" (ФГУП "НИИМП-К") | Мдп-варикап с переносом заряда |
RU102845U1 (ru) * | 2010-06-10 | 2011-03-10 | ФГУП "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" (ФГУП "НИИМП-К") | Мдп-варикап |
RU2447541C1 (ru) * | 2010-12-03 | 2012-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" | Мдп-варикап |
RU2486633C1 (ru) * | 2012-02-01 | 2013-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт микроприборов-К" | Варикап на основе системы металл-диэлектрик-полупроводник |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9087707B2 (en) | Semiconductor arrangement with a power transistor and a high voltage device integrated in a common semiconductor body | |
CN101794816B (zh) | 半导体器件 | |
US8854791B2 (en) | Voltage controlled variable capacitor and voltage controlled oscillator | |
CN106688103A (zh) | 半导体装置 | |
US10679987B2 (en) | Bootstrap metal-oxide-semiconductor (MOS) device integrated with a high voltage MOS (HVMOS) device and a high voltage junction termination (HVJT) device | |
US20140264577A1 (en) | Adjustable Transistor Device | |
US10115835B2 (en) | Variable capacitor based on buried oxide process | |
JP2014229737A (ja) | 半導体装置 | |
US9893175B2 (en) | Integrated circuit with a power transistor and a driver circuit integrated in a common semiconductor body | |
US10205013B2 (en) | Semiconductor switching element and method of manufacturing the same | |
RU2447541C1 (ru) | Мдп-варикап | |
RU100333U1 (ru) | Мдп-варикап с переносом заряда | |
RU2569906C1 (ru) | Многоэлементный мдп варикап | |
US9318483B2 (en) | Reverse blocking transistor device | |
US20110291171A1 (en) | Varactor | |
RU2486633C1 (ru) | Варикап на основе системы металл-диэлектрик-полупроводник | |
RU102845U1 (ru) | Мдп-варикап | |
TW200608583A (en) | Semiconductor device | |
RU114807U1 (ru) | Варикап | |
RU167582U1 (ru) | Свч мдп-варикап с переносом заряда | |
TW201608639A (zh) | 積體mos型變容器及包含其之電壓控制振盪器、濾波器 | |
RU151768U1 (ru) | Мдп варикап с отрицательным зарядом | |
CN105226056B (zh) | 共源共栅电路 | |
RU100335U1 (ru) | Мдп-диод | |
US10693445B1 (en) | Magnetic tunnel junction ring oscillator with tunable frequency and methods for operating the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170827 |