SE512555C2 - Diodanordning med liten eller försumbar tröskelspänning och användning av sådan diodanordning i en frekvensblandare eller i en signaldetektor - Google Patents
Diodanordning med liten eller försumbar tröskelspänning och användning av sådan diodanordning i en frekvensblandare eller i en signaldetektorInfo
- Publication number
- SE512555C2 SE512555C2 SE9703506A SE9703506A SE512555C2 SE 512555 C2 SE512555 C2 SE 512555C2 SE 9703506 A SE9703506 A SE 9703506A SE 9703506 A SE9703506 A SE 9703506A SE 512555 C2 SE512555 C2 SE 512555C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- diode device
- field effect
- effect transistor
- threshold voltage
- gate
- Prior art date
Links
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000013515 script Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
- H03D7/02—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing by means of diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
- H03D7/12—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing by means of semiconductor devices having more than two electrodes
- H03D7/125—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing by means of semiconductor devices having more than two electrodes with field effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
15 20 25 30 35 512 555 2 vara en nackdel, då det kan leda till att det genereras oönskade udda harmoniska multiplar av blandarfrekvensen.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN: Det problem som löses genom.uppfinningen är att framtaga en diod vilken har liten eller försumbar tröskelspänning, där processen för framtagning av den halvledarstruktur som används i dioden även kan användas för framtagning' av halvledarstrukturer för analoga eller digitala kretsar, exempelvis transistorer.
Genom uppfinningen erhålles vidare en diodanordning som är mindre temperaturberoende än flertalet hittills kända dioder.
Dessa problem löses genom användning av en fälteffekttransistor (FET), lämpligtvis en GaAs MESFET (GalliumArsenid MEtal Semiconductor FET), vars aktiva n- kanalskikt är av sådan tjocklek att fälteffekttransistorns så kallade tröskelspänning är väsentligen lika med noll.
För att åstadkomma en diodfunktion är FET:ens gate sammankopplad med drain, företrädesvis via en resistans.
FET är lämpligtvis en så kallad enhancement-FET, vilket innebär att dess tröskelspänning är positiv.
Genonluppfinningen åstadkommas en diodanordning vilken även har ett temperaturberoende som är avsevärt mycket mindre än de flesta hittills kända diodtyper.
Den anordning som åstadkommes på ovan beskrivet vis kan med fördel användas i tillämpningar där man har behov av dioder med låg tröskelspänning. Två sådana tillämpningar som kan nämnas är blandarkretsar och detektorkretsar.
Det finns ett antal tidigare kända skrifter som redovisar fälteffekttransistorer där gate är samankopplad.med.drain. x d 10 15 20 25 30 35 512 555 3 Som exempel på sådana skrifter kan nämnas US 5 550 699 och GB 2 248 32. Dessa och andra tidigare kända tillämpningar av sålunda kopplade fälteffektransistorer avser dock lösa ett väsentligt annorlunda problem. än föreliggande uppfinning, tidigare kända tillämpningar avser nämligen att erhålla en krets över vilken man har en konstant potentialskillnad.
BESKRIVNING AV RITNINGARNA: Uppfinningen kommer nedan att beskrivas närmare med hjälp av utföringsexempel och de bifogade ritningarna, där Fig 1 visar en FET kopplad enligt uppfinningen, och Fig 2a i ett sidotvärsnitt visar en vy av strukturen hos en GaAs FET, och Fig 2b i ett tvärsnitt i papperets plan visar en vy ovanifrån av strukturen hos en GaAs FET enligt uppfinningen, och Fig 3 visar den diodanordning som erhålles enligt uppfinningen, och Fig 14 visar en Atypisk ström-spänningskarakteristik som erhålles genom uppfinningen, och Fig 5 visar ett exempel på en blandarkrets i vilken ingår en diodanordning enligt uppfinningen, och Fig 6 visar ett exempel på en detektorkrets i vilken ingår en diodanordning enligt uppfinningen.
FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM: Fig 1 visar en diodanordning 100 enligt uppfinningen.
Diodanordningen 100 utgörs av en FET 110, lämpligen en GaAs H \I| .Åfifl m ÉÉÖEAI .l k um i A . i mf' I IIMI i 10 15 20 25 30 35 512 555 4 MESFET, GaAs HEMT (High Electron Mobility Transistor) eller InP HEMT,(Indiumfosfid) vid vilken drain (punkten C) är sammankopplad med gate (punkten B), företrädesvis via ett motstånd R. Motståndet R bör vara dimensionerat så att strömmen i gate begränsas med bibehâllet beaktande av den frekvens vid vilken FET:en 110 är praktiskt möjlig att använda, den så kallade cut-off frekvensen.
Tröskelspänningen, Vm, i en FET definieras sonlden spänning som måste läggas på gate för att ström ej skall gå mellan drain och source. Enligt uppfinningen är 'mh i FET:en väsentligen lika med noll, vilket företrädesvis kan upppnås genom att det aktiva n-kanalskiktet i FET:en, med andra ord det dopade GaAs-skiktet under gate, ges en tjocklek som orsakar den erforderliga tröskelspänningen. I fig 2a visas i ett sidotvärsnitt en vy av strukturen hos en FET, där det aktiva n-kanalskiktet har betecknats med bokstaven a. Under GaAs-skiktet finns ett bärande lager av SIGaAs.
En lämplig dimensionering av tjockleken, a, hos det aktiva n-kanalskiktet i FET:en kan uppnås genom att tjockleken a görs väsentligen lika med den tjocklek som fås av det matematiska (2sVM/qNdfl”, där e är dielektricitetskonstanten för halvledaren, VM är den inbyggda potentialen i fälteffekttransistorns gate, q är elektronladdningen och Nd är dopkoncentrationen i det aktiva n-kanalskiktet i FET:en. uttrycket V5 definieras som den potential som uppstår när man lägger en metall på en halvledare, vilket är fallet vid exempelvis gate i en FET.
Fig 2b visar ett schematiskt tvärsnitt ovanifrån i papperets plan av anordningen enligt uppfinningen och Fig 3 visar symboliskt den resulterande diodfunktionen. 10 15 20 25 30 35 512 555 5 Fig 4 visar den ström-spänningskarakteristik som erhålles med en diodanordning enligt uppfinningen. Som framgår av fig 4 leder diodanordningen enligt uppfinningen ström redan vid en mycket liten eller försumbar spänning.
Diodanordningen enligt uppfinningen har, som har framgått, sitt huvudsakliga bruk vid tillämpningar där man önskar samma funktion som en diod men næd nwcket liten eller försumbar tröskelspänning. I fig 5 och 6 visas två sådana tillämpningar.
I fig 5 visas en blandarkrets 500. En första frekvens fL° från en lokaloscillator och en andra frekvens fzpåförs via var sitt bandpassfilter 520, 510 en diodanordning 530 enligt uppfinningen. Via ett tredje bandpassfilter 540 fås sedan en resulterande frekvens vid en mätport, fm, vilken i den visade kretsen blir fm=fiD-fr Om kretsen 500 i fig 5 hade varit utförd med en konventionell diod hade det erfordrats en viss amplitud på den ena signalen, vanligtvis lokaloscillatorn då denna oftast är den starkare signalen, för att dioden skall leda och blandaren således fungera. På grund av den låga eller försumbara tröskelspänningen hos diodanordningen enligt uppfinningen har nu åstadkommits en blandarkrets vilken leder ström vid nqcket små amplituder hos de ingående signalerna. Blandarkretsen har med andra ord med hjälp av en diodanordning enligt uppfinningen fått ökad känslighet och minskad effektförbrukning.
I fig 6 visas en detektorkrets 600 avsedd att detektera amplituden för en växelspänning, vm, i exempelvis ett mätobjekt. Detektorkretsen 600 består av en diodanordning 630 enligt uppfinningen samt en RC-koppling, med andra ord en resistans 620 och en kapacitans 610. Spänningsutslag hos detektorn mäts via RC-kopplingen. Om en traditionell diod 10 512 555 6 hade använts i kretsen 600 hade spänningsutslag under diodens framspänningsfall ej kunnat registreras. På grund av att diodanordningen 630 enligt uppfinningen har låg eller försumbar tröskelspänning kan ytterst små spänningsutslag registreras med hjälp av denna krets 600.
Uppfinningen är ej begränsad till de ovan beskrivna och i ritningarna visade utföringsexemplen, utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. De ovan visade tillämpníngarna, en blandarkrets och en detektor, är enbart exempel på tillämpningar. Uppfinningen kan även tillämpas i andra sammanhang där man har behov av en diodfunktion med liten eller försumbar tröskelspänning. 'Ås
Claims (5)
1. Diodanordning (100) med liten eller försumbar tröskelspänning, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att - diodanordningen (100) innefattar åtminstone en fälteffekttransistor (110) vars gate är förbunden med fälteffekttransistorns drain, - den i diodanordningen (100) ingående fälteffekttransistorns (110) aktiva n-kanal-skikt är väsentligen lika med (2 eVbi/qNdfl/z, där e är dielektricitetskonstanten för halvledaren, VM är den inbyggda potentialen i fälteffekttransistorns (110) gate, q är elektronladdningen och Ndär dopkoncentrationen i det aktiva n-kanalskiktet, varigenom uppnås att diodanordningens (100) tröskelspänning blir liten eller försumbar.
2. Diodanordning (100) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den i diodanordningen (100) ingående fälteffekttransistorns (110) gate är förbunden med fälteffekttransistorns drain via ett motstånd (120).
3. Diodanordning (100) enligt krav 1 eller 2, kännetecknad därav attdeni diodanordningen (100) ingående fälteffekttransistorn (110) är en GalliumArsenid MESFET-transistor.
4. Bruk av en diodanordning (100) enligt något av kraven 1- 3 i en frekvensblandare (500).
5. Bruk av en diodanordning (100) enligt något av kraven 1- 3 i en signaldetektor (600). Y
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9703506A SE512555C2 (sv) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Diodanordning med liten eller försumbar tröskelspänning och användning av sådan diodanordning i en frekvensblandare eller i en signaldetektor |
| US09/161,231 US6097247A (en) | 1997-09-29 | 1998-09-28 | Low threshold voltage diode-connected FET |
| KR1020007003282A KR20010030745A (ko) | 1997-09-29 | 1998-09-29 | 저임계 전압을 갖는 다이오드 장치 |
| PCT/SE1998/001728 WO1999017376A2 (en) | 1997-09-29 | 1998-09-29 | Diode device having a low threshold voltage |
| DE69840574T DE69840574D1 (de) | 1997-09-29 | 1998-09-29 | Verfahren zum herstellen einer diodenanordnung mit niedriger schwellenspannung |
| AU92913/98A AU9291398A (en) | 1997-09-29 | 1998-09-29 | Diode device having a low threshold voltage |
| EP98945737A EP1019968B1 (en) | 1997-09-29 | 1998-09-29 | Method for manufacturing a diode device having a low threshold voltage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9703506A SE512555C2 (sv) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Diodanordning med liten eller försumbar tröskelspänning och användning av sådan diodanordning i en frekvensblandare eller i en signaldetektor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9703506D0 SE9703506D0 (sv) | 1997-09-29 |
| SE9703506L SE9703506L (sv) | 1999-03-30 |
| SE512555C2 true SE512555C2 (sv) | 2000-04-03 |
Family
ID=20408405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9703506A SE512555C2 (sv) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Diodanordning med liten eller försumbar tröskelspänning och användning av sådan diodanordning i en frekvensblandare eller i en signaldetektor |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6097247A (sv) |
| EP (1) | EP1019968B1 (sv) |
| KR (1) | KR20010030745A (sv) |
| AU (1) | AU9291398A (sv) |
| DE (1) | DE69840574D1 (sv) |
| SE (1) | SE512555C2 (sv) |
| WO (1) | WO1999017376A2 (sv) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050191985A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-01 | Bos Thomas A. | Diode ring configuration for harmonic diode mixers |
| JP2011259192A (ja) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Sony Corp | マルチバイブレータ回路および電圧変換回路 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4418292A (en) * | 1980-05-28 | 1983-11-29 | Raytheon Company | Logic gate having a noise immunity circuit |
| US4410902A (en) * | 1981-03-23 | 1983-10-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Planar doped barrier semiconductor device |
| US4839709A (en) * | 1985-07-12 | 1989-06-13 | Hewlett-Packard Company | Detector and mixer diode operative at zero bias voltage |
| JPH04356799A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-12-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体記憶装置 |
| JP2978226B2 (ja) * | 1990-09-26 | 1999-11-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体集積回路 |
| GB2259376A (en) * | 1991-08-24 | 1993-03-10 | Motorola Gmbh | Voltage and current reference source |
| US5298807A (en) * | 1991-12-23 | 1994-03-29 | Intel Corporation | Buffer circuitry for transferring signals from TTL circuitry to dual range CMOS circuitry |
| US5475245A (en) * | 1992-03-23 | 1995-12-12 | Rohm Co., Ltd. | Field-effect voltage regulator diode |
| US5339272A (en) * | 1992-12-21 | 1994-08-16 | Intel Corporation | Precision voltage reference |
| JP3184065B2 (ja) * | 1994-07-25 | 2001-07-09 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 半導体集積回路装置及び電子機器 |
| US5550699A (en) * | 1994-08-15 | 1996-08-27 | Hewlett-Packard Co. | Hot plug tolerant ESD protection for an IC |
| US5805500A (en) * | 1997-06-18 | 1998-09-08 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. | Circuit and method for generating a read reference signal for nonvolatile memory cells |
-
1997
- 1997-09-29 SE SE9703506A patent/SE512555C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-09-28 US US09/161,231 patent/US6097247A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-29 EP EP98945737A patent/EP1019968B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-29 AU AU92913/98A patent/AU9291398A/en not_active Abandoned
- 1998-09-29 KR KR1020007003282A patent/KR20010030745A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-09-29 DE DE69840574T patent/DE69840574D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-29 WO PCT/SE1998/001728 patent/WO1999017376A2/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9703506L (sv) | 1999-03-30 |
| EP1019968A2 (en) | 2000-07-19 |
| KR20010030745A (ko) | 2001-04-16 |
| US6097247A (en) | 2000-08-01 |
| WO1999017376A3 (en) | 1999-06-17 |
| SE9703506D0 (sv) | 1997-09-29 |
| DE69840574D1 (de) | 2009-04-02 |
| WO1999017376A2 (en) | 1999-04-08 |
| EP1019968B1 (en) | 2009-02-18 |
| AU9291398A (en) | 1999-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4397714A (en) | System for measuring the concentration of chemical substances | |
| KR880002322A (ko) | 자이레이터 회로 및 공진 회로 | |
| EP0621638A1 (en) | Integrated high voltage differential sensor using the inverse gain of high voltage transistors | |
| SE441559B (sv) | Fasttillstandsomkopplare | |
| US3317850A (en) | Temperature-stable differential amplifier using field-effect devices | |
| US3979698A (en) | Crystal oscillator circuit | |
| US3404341A (en) | Electrometer utilizing a dual purpose field-effect transistor | |
| US3882409A (en) | Differential amplifier circuit | |
| SE512555C2 (sv) | Diodanordning med liten eller försumbar tröskelspänning och användning av sådan diodanordning i en frekvensblandare eller i en signaldetektor | |
| EP0040795B1 (de) | Halbleiter-Sensor | |
| KR900008666B1 (ko) | 반도체 집적회로로 구성된 회로 배열 | |
| US4492932A (en) | Amplifier circuit having a high-impedance input and a low-impedance output | |
| US4048590A (en) | Integrated crystal oscillator circuit with few external components | |
| Latham et al. | Low-frequency operation of four-terminal field-effect transistors | |
| Hoskins et al. | Experimental performance of the buried-channel acoustic charge transport device | |
| KR900012373A (ko) | 집적된 반도체 장치 | |
| JPS6260844B2 (sv) | ||
| EP3517920B1 (en) | Piezoresistive transducer with jfet-based bridge circuit | |
| US3317758A (en) | Drift-free d.c.-to-a.c. converter employing balanced loops in combination with symmetrical field effect transistor | |
| JPH04258756A (ja) | イオンセンサ | |
| Bury et al. | On the acoustoelectric investigation of GaAs/AlGaAs heterostructures | |
| JP3047052B2 (ja) | Ｍｅｓｆｅｔを用いた装置 | |
| JPH0626312U (ja) | 高周波信号電力検波回路 | |
| KR900003752B1 (ko) | 제곱 연산 장치 | |
| SU1035497A1 (ru) | Пол рограф переменного тока |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |