體效�(yīng)管是利用某些半導(dǎo)��(dǎo)帶的特殊�(jié)�(gòu),在�(qiáng)電場作用下能�(chǎn)生振蕩或放大作用的一�半導(dǎo)體器��
在這種器件�,當(dāng)外加電壓超過某一閾值時(shí),它的電流隨著電壓增加反而減�,出�(xiàn)了負(fù)阻效�(yīng),放大和振蕩就是利用其負(fù)阻效�(yīng)�(chǎn)生的。由于這種器件的負(fù)阻效�(yīng)�(fā)生在某些n型半�(dǎo)體的整�(gè)晶片體內(nèi),所以稱為“體效應(yīng)管�。是一種重要的固體微波器件。制造體效應(yīng)管所用的半導(dǎo)體材料主要是砷化��
體效�(yīng)管的典型類型是單�(jié)晶體�,常用型�(hào)BT33��
在n型GaAs外延材料兩端加電壓時(shí),當(dāng)外加電壓使有源區(qū)�(nèi)電場�(dá)�3千伏/厘米�,低能谷中的電子便可以從電場中獲得足夠的能量,躍遷到高能谷中去。由于高能谷中電子的有效�(zhì)量增�,由此遷移率降低,平均漂移速度減小,電�(dǎo)下降,產(chǎn)生負(fù)阻效�(yīng),引起微波振蕩,震蕩頻率反比與有源層的厚��
體效�(yīng)管的陰極�(jié)�(gòu)直接影響有源區(qū)�(nèi)部的電場分布,因而對(duì)器件的直流參�(shù)、微波參�(shù)及轉(zhuǎn)換效率都有很大影�。比較常見的GaAs體效�(yīng)管多采用歐姆陰極�(jié)�(gòu)�
歐姆陰極體結(jié)�(gòu)的效�(yīng)二極�,即在有源區(qū)外生長一層重?fù)诫s層以降低接觸電阻,改善歐姆接觸性能。此種陰極結(jié)�(gòu)在陰極附近有一�(gè)低于閾值電場的正阻耗能區(qū),稱為陰極無源區(qū)。電場分布向陽極單調(diào)增加。在陰極無源區(qū)中的電子還沒開始躍遷,需要經(jīng)過相�(dāng)一段距離的電場加速后,才能獲得足夠的能量完成谷間的電子轉(zhuǎn)�,在這段區(qū)域內(nèi)不能參與提供功率輸出。由于陰極無源區(qū)的存在,降低了器件的�(zhuǎn)換效�。這種由于陰極無源區(qū)的存在導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率降低的�(xiàn)�,在有源區(qū)相對(duì)較短的器件中,如工作于毫米波頻段�(nèi)的器件中表現(xiàn)的尤為突��
1.低背景雜�(zhì)濃度外延層生長的控制�
2.襯底自雜志效�(yīng)與n+緩沖層生長的控制�
3.載流子濃度差高達(dá)五�(gè)�(shù)量級(jí)的不同外延層連續(xù)生長的控制;
4.有源層載流濃度梯度控��