Исследование энергетических характеристик многочастотных автогенераторов миллиметровых и субмиллиметровых волн на основе pn–i–pn-структур

Abstract

Исследованы энергетические характеристики многочастотных автогенераторов миллиметровых и субмиллиметровых волн на основе Si и GaAs pn–i–pn-структур с резкими p−n-переходами и постоянным обратным смещением. В качестве математической модели автогенераторов используются уравнения диффузионно-дрейфовой модели полупроводников. Приведен алгоритм решения разностных уравнений математической модели. Исследована вольтамперная характеристика pn–i–pn-структур. Изучена динамика распределения электрического поля, электрического потенциала и суммарного заряда подвижных носителей и примесных атомов в pn–i–pn-структуре. Рассчитан фурье-спектр плотности полезной мощности и электронного КПД многочастотных автогенераторов.

Досліджено енергетичні характеристики багаточастотних автогенераторів міліметрових і субміліметрових хвиль на основі Si і GaAs pn–i–pn-структур з різкими p−n-переходами і постійним зворотним зсувом. Як математична модель автогенераторів використовуються рівняння дифузійно-дрейфової моделі напівпровідників. Приведено алгоритм розв’язання різницевих рівнянь дифузійно-дрейфової моделі. Досліджено вольтамперну характеристику pn–i–pn-структур. Вивчено динаміку розподілу електричного поля, електричного потенціалу і сумарного заряду рухомих носіїв і домішкових атомів в pn–i–pn-структурі. Розраховано фур’є-спектр щільності корисної потужності й електронного ККД багаточастотних автогенераторів.

The power characteristics of multifrequency generators of millimeter and sub-millimeter waves on the basis of Si and GaAs pn–i–pn-structures with abrupt p–n-junctions and permanent reversed bias are explored. As a mathematical model of generators equations of diffusive-drifting model of semiconductors are used. The algorithm of decision of difference equations of diffusive-drifting model is given. Volt-Ampere characteristic of Si pn–i–pn-structures is studied. The dynamics of distributing of the electric field, electric potential and total charge of mobile carriers and admixtures atoms in pn–i–pn-structure are explored. Fourier spectrum of density of useful power and electronic efficiency of multifrequency generators is calculated.