Вплив температури на характеристики шумових діодів з гетерокатодом

Анотація

Актуальність. Створення компактних джерел шуму в широкому діапазоні частот, що здатні підтримувати незмінні в часі та від зовнішніх умов характеристики і формувати еталонні сигнали для вимірювання шумових характеристик підсилювачів та приймачів, є актуальною задачею в галузі телекомунікації та безпеки. Зразком приладів, які здатні задовольнити вимоги до джерел шуму, є діоди з катодним статичним доменом (ДКСД). Важливим фактором, який впливає на характеристики напівпровідникових приладів, є температура та ефект саморозігрівання.

Метою роботи є дослідження впливу температури та саморозігрівання на характеристики ДКСД на основі нітридних сполук, що містять варізонний шар на катоді.

Методи і методологія. Для отримання характеристик діода проводиться числове моделювання процесів переносу заряду в двовимірних напівпровідникових структурах з використанням багаточастинкового методу Монте-Карло. Враховуються всі суттєві механізми розсіяння носіїв заряду. У роботі обчислюються залежності густини струму, що протікає в діоді від величини постійної напруги на ньому, в умовах різної температури, в тому числі з урахуванням генерації тепла в ньому при протіканні електричного струму.

Результати. Отримано залежності густини струму від прикладеної напруги живлення для різних конструкцій ДКСД з варізонним AlGaN - катодом за умов сталої температури різної величини та з урахуванням ефектів саморозігрівання. Показано, що підвищення температури призводить до зменшення густини струму, що протікає через діод, а ефекти саморозігрівання можуть суттєво обмежити діапазон робочих напруг діода.

Висновки. Продемонстровано вплив температури на роботу діодів на основі AlGaN з варізонним гетерокатодом. Підвищення температури призводить до обмеження робочих напруг діода і в умовах виникнення ударної іонізації може привести до руйнування діода.