Эффект двойного расщепления слоя умножения в лавинно-генераторных диодах и генерация двухчастотных автоколебаний

Abstract

В работе рассматривается задача разработки лавинно-генераторных диодов, синхронно генерирующих два автоколебания микроволнового и терагерцевого диапазонов. Суммирование двух колебаний с близкими или с разными частотами позволяет управлять энергетическими и спектральными характеристиками выходного сигнала. Исследованы физические процессы, протекающие в лавинно-генераторных диодах на основе резких Si и GaAs p–n-переходов при высоком постоянном напряжении обратного смещения. Обнаружен эффект двойного расщепления слоя умножения. Показано, что в предложенных авторами лавинно-генераторных диодах синхронно возбуждаются и поддерживаются регулярные и хаотические автоколебания электронной и дырочной компонент выходной мощности соответственно в p- и n-областях p–n-перехода.

У роботі розглянуто завдання розробки лавинно-генераторних діодів, які синхронно генерують два автоколивання мікрохвильового і терагерцового діапазонів. Підсумовування двох коливань з близькими або з різними частотами дозволяє керувати енергетичними і спектральними характеристиками вихідного сигналу. Досліджено фізичні процеси, що відбуваються в лавинно-генераторних діодах на основі різких Si і GaAs p–n-переходів при високій постійній напрузі зворотного зміщення. Виявлено ефект подвійного розщеплення шару множення. Показано, що в запропонованих раніше авторами лавинно-генераторних діодах синхронно збуджуються і підтримуються регулярні і хаотичні автоколивання електронної і діркової компонент вихідної потужності відповідно в p- і n-областях p–n-переход

Design of avalanche-generating diodes that generate two phase locked oscillations in microwave and THz ranges is considered in the paper. Summation of two generating oscillations with either close or different frequencies allows managing power and spectral characteristics of the output signal. The physical processes occurring in the avalanche-generating diodes on the basis of abrupt Si and GaAs p–n-junctions at the constant reverse biased voltage are investigated. The effect of the double splitting of the multiplication layer has been revealed. In the suggested avalanche-generating diodes, regular and chaotic selfoscillations of electrons and holes components of the output power are excited in p- and n-regions of the p–n-junction, respectively.