CH506917A - Arrangement with at least one semiconductor component - Google Patents

Arrangement with at least one semiconductor component

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CH506917A
CH506917A CH1448068A CH1448068A CH506917A CH 506917 A CH506917 A CH 506917A CH 1448068 A CH1448068 A CH 1448068A CH 1448068 A CH1448068 A CH 1448068A CH 506917 A CH506917 A CH 506917A
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semiconductor body
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recess
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semiconductor
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CH1448068A
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Schickle Gerhard
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Telefunken Patent
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Description

  

  
 



  Anordnung mit   mindestens    einem Halbleiterbauelement
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit mindestens einem Halbleiterbauelement, das einen einkristallinen   Halbleiteerkörper    aufweist, vorzugsweise aus einem III-V-Verbindungshalbleiter. Im Halbleiterkörper bildet sich bei   Überschreiten    einer kritischen elektrischen Feldstärke auf Grund einer sich innerhalb des Halbleiterkörpers aufbauenden und diesen durchwandernden Hochfeldzone ein negativer differentieller Widerstand. Vorzugsweise arbeitet das   Halbleiterele-    ment als   Mikrowellen-Oszillator.   



   Dieser Effekt ist vor kurzem als sogenannter  Gunn Effekt  bekannt geworden und wird bereits dazu benutzt, um Oszillatoren und Verstärker zu bauen, die im oberen GHz-Bereich arbeiten. Bei der zuerst verwendeten Form, mit welcher dieser Effekt angewandt wurde, benutzte man als Kristall eine aktive Schicht aus n-leitendem Gallium-Arsenid, wobei die Schwingungsfrequenz nur von der Stärke der aktiven Schicht zwischen den das erforderliche elektrische Feld (etwa 3000 V/cm) erzeugenden Elektroden, die mit dem Halbleiterkörper in leitender Verbindung stehen, abhing.



   Inzwischen ist es möglich geworden, den Halbleiterkörper derart zu dotieren und zu betreiben, dass die Frequenz der entstehenden Schwingungen praktisch nicht mehr vom Elektrodenabstand abhängt, so dass man noch höhere Schwingungsfrequenzen erhält oder durch dickere Kristallschichten grössere Leistungen erzielt. Man nennt dieses Verfahren in der anglo-amerikanischen Fachpresse  LSA-mode , entstanden durch Äbkürzung aus den Worten  limited space-charge accumulation .



   Um den beim sogenannten    Gunn-Effekt     entstehenden negativen Widerstand im gewünschten Sinne zu beeinflussen, ist es ferner bekanntgeworden, mindestens eine auf der Oberfläche der aktiven Schicht angebrachte Steuerelektrode vorzusehen, die mit einer geeigneten Steuerspannung beaufschlagt wird.



   Darüber hinaus hat man erkannt, dass man durch Abschrägen oder Einschlitzen des Randes des Halbleiterkörpers die Kurvenform des im Aussenkreis der Anordnung fliessenden Stromes beeinflussen kann.



   Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, die Möglichkeiten für die Beeinflussung des entstehenden negativen Widerstandes, also im wesentlichen der entstehenden äusserst kurzwelligen Mikrowellenschwingung eine neue Möglichkeit zu offenbaren, mit deren Hilfe das Einsatzgebiet derartiger Halbleiteranordnungen wesentlich erweitert wird.



   Erfindungsgemäss wird hierzu vorgeschlagen, die aktive Schicht des Halbleiterkörpers mit mindestens einer die Hochfeldzone beeinflussenden Aussparung zu versehen. Vorzugsweise verläuft diese Aussparung senkrecht zur Driftbewegung   der    Ladungsträger im Halbleiterkörper. Anhand der Figuren sollen einige der möglichen Ausführungsformen kurz erläutert werden.



   In der Fig. la ist ein Halbleiterkörper 1 dargestellt, der quaderförmig aufgebaut ist. Er besitzt zwei Elektroden 2 und 3, die mit dem Halbleiterkörper in flächenhaftem ohmschem Kontakt stehen. Durch Anlegen eines geeigneten elektrischen Feldes entsteht im Halbleiterkörper ein differentieller Widerstand durch den Aufbau einer sogenannten Hochfeldzone, welche den Halbleiterkörper vorzugsweise ganz durchwandert und beim Ankommen an der Anode 3 im Strom i des Aussenkreises einen in der Fig. ib mit 6 bezeichneten Impuls abgibt. Ist die angelegte Felstärke oberhalb der zur Auslösung von Schwingungen erforderlichen kritischen Feldstärke, so wiederholt sich der Vorgang. In der Fig.



     lb    wurde unterstellt, dass die Anordnung nicht im sogenannten LSA-mode betrieben wird, weshalb die Ausgangsimpulse 5 und 6, welche die Mikrowellenschwingungen schematisch darstellen sollen, in einem Abstand auf der Zeitachse t aufgetragen sind, welcher der Zeit entspricht, mit der die Hochfeldzone den Halbleiterkörper 1 durchwandert. Der Halbleiterkörper ist mit einer Aussparung 4 versehen, welche die entsprechende Schwingung beeinflusst. Dies äusserst sich durch die Verformung des Stromes   i,    wie dies in der Fig.   1b    bei 7 angedeutet ist. Beim dargestellten Ausführungsbei  spiel ist die Aussparung 4 senkrecht zur Driftrichtung und parallel zu den beiden Elektroden 2 und 3 angebracht.



   Bei dieser Lage der Aussparung kann man somit durch Wahl des Aussparungsquerschnittes und durch die Lage der Aussparung im Ausgangsstrom i beispielsweise Impulse oder bestimmte Stromverläufe erzeugen.



  Ein Anwendungsgebiet derartiger Oszillatoren ist die Verwendung bei   schnelifliegenden    Objekten, da die Vielzahl der möglichen Impulsformen eine leichte Unterscheidung verschiedener Objekte ermöglicht.



   Abweichend von der in der Fig. 1 angedeuteten Ausführungsform mit konstantem Querschnitt des Halbleiterkörpers kann sich bei allen Anwendungsgebieten der Anordnung der Querschnitt des Halbleiterkörpers, vorzugsweise zwischen Kathode und Anode, in stetiger oder stufenweiser Form ändern. Insbesondere lässt man den wirksamen Querschnitt (unter Berücksichtigung der Aussparung) in Driftrichtung der Ladungsträger zunehmen.



   Während bei den bisher angedeuteten Ausführungsformen Lage und Grösse der Aussparung die gewünschte Beeinflussung direkt ergaben, kann in Weiterführung des Erfindungsgedankens die Aussparung auch mittelbar zur Beeinflussung herangezogen werden. So kann die Aussparung ungefähr in Driftrichtung der Ladungsträger verlaufen und in die Aussparung wird dann zusätzlich etwas angekoppelt, womit die sich bildende Hochfeldzone beeinflusst wird. Dies können passive und/oder aktive Elemente sein. Ferner ist es möglich, mit Hilfe eines in der Aussparung wirkenden Wärme- oder HF-Feldes die gewünschte Steuerung des Effektes vorzunehmen. Man kann ausserdem einen durch die Öffnung hindurchtretenden Elektronen- oder Photonenstrahl zur Steuerung benutzen. Ein grosses Anwendungsgebiet ergibt sich dadurch, dass man die Aussparung oder lediglich deren Wände mindestens zum Teil kontaktiert.

  Dieses Kontaktieren ist hierbei sehr weit zu verstehen. Man kann einen ohmschen Kontakt herstellen. Ferner kann der Kontakt isoliert sein. Es ist auch möglich, diese Kontaktflächen als   pn-Übergang    auszubilden. In jedem Fall wird man eine derartig kontaktierte Aussparung dazu benutzen können, um den im Halbleiterkörper entstehenden Vorgang zu beeinflussen, d. h. auszulösen oder im gewünschten Sinne zu steuern. Dies ist nicht prinzipiell von der Lage der Aussparung abhängig. Sofern es zweckmässig ist, können auch Kathode und Anode der Anordnung durch eine kontaktierte Aussparung gebildet werden, die mit einer geeigneten Gleichspannungsquelle in Verbindung stehen.



   In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt, bei welcher der Halbleiterkörper 9 zwischen der Kathode und der Anode in der Schnittebene gleiche äussere Abmessungen hat. Die Beeinflussung wird hier mittelbar durch die Aussparungen 10, 13 und 16 bewirkt. Um die zahlreichen Möglichkeiten anzudeuten, wie die Anordnung variiert werden kann, ist in der Fig.



  2 die Bohrung 10 metallisiert dargestellt. Die Metallschicht 11 ist mit einem externen Element 12 verbunden. Im Abstand hiervon ist ebenfalls senkrecht zur durch den Pfeil angedeuteten Driftrichtung die Aussparung 13 mit einem Metallstempel 14 voll ausgefüllt.



  Der Metallstempel selbst ist mit dem externen Element 15 verbunden. Kurz vor der als Anode wirkenden Metallisierung der Endfläche des Halbleiterkörpers ist eine weitere Aussparung 16 angebracht, die senkrecht zur Driftbewegung und parallel zur Anode verläuft. Die Aussparung ist dabei so ausgebildet, dass man an ihr eine pn-Schicht erhält, an der man die an ihr gleichgerichtete Spannung abgreifen kann.



   Werden die externen Elemente 12 und 15 geeignet gewählt - anschaltbare zusätzliche Spannungsquellen, Widerstände oder Kurzschlüsse, die parallel bzw. in Serie zu einem Teil des Halbleiterkörpers 9 liegen - so kann man die im Aussenkreis entstehende Kurvenform des Stromes in vielfältiger Weise beeinflussen.



   Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit, bei welcher der Halbleiterkörper 17 Scheibenform aufweist mit einer zentralen Bohrung 18. Die Wand der Bohrung ist mit zwei voneinander isolierten Metallbelägen 19 und 21 versehen. Der äussere Rand der Scheibe enthält ebenfalls zwei Metallbeläge 20 und 22.



  Je ein innerer Belag und ein korrespondierender Aussenbelag kann durch geeignete Verbindung mit Spannungsquellen als Kathode bzw. Anode wirken. Vorzugsweise wird man die Beläge 19 und 21 als Kathode verwenden. Die in der Fig. 3 dargestellte Form ermöglicht bei geeigneter Dimensionierung z. B., dass zwei Schwingungen oder eine Schwingung und eine Verstärkung gleichzeitig entstehen. Durch verschiedene Dotierung zwischen den Elektroden und/oder durch eine unrunde Ausbildung der Scheibe 17 hat man die Möglichkeit, verschiedene Schwingfrequenzen zu erhalten, deren ge   genseifige    Beeinflussung (im Halbleiterkörper selbst oder an einem extern angeschalteten Bauelement mit nichtlinearer Kennlinie) ein grosses Spektrum entstehender Frequenzen ergibt.



   In der Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt. Die aktive Schicht des Halbkeiterkörpers 23 ist dabei in epitaxialer Planartechnik in an sich bekannter Weise auf einer Wärmesenke 24 aufgebracht. Die mit minus und plus bezeichneten   Anschlussieitungen    symbolisieren Kathode und Anode der Anordnung. Nahe der Kathode sind zwei Aussparungen 25 und 26 angebracht. Wird der Halbleiterkörper 23 unterhalb der kritischen Feldstärke betrieben und der kritische Wert wird erst überschritten, wenn über die erwähnten Aussparungen 25 und 26 gleichzeitig geeignete Signale angelegt werden, so erhält man eine logische Schaltung, die als UND-Schaltung wirkt. Mit Hilfe der in der Figur ferner dargestellten Aussparungen 28 und 29 kann bei geeigneter Ausgestaltung (Grösse und/oder Kontaktierung) eine Teilung des Ausgangssignals vorgenommen werden.

  Die mit 27 bezeichnete Aussparung zwischen Kathode und Anode ergibt die Möglichkeit, dass an dieser Stelle ein Teil der durchwandernden oder sich aufbauenden Hochfeldzone ausgekoppelt wird. So kann man logische Schaltungen mit sehr kurzer Ansprechzeit aufbauen, die kürzer ist als die Laufzeit der Hochfeldzone durch den ganzen Halbleiterkörper hindurch bis zur Anode. Beim sogenannten LSA-mode, in dem ein derartiger Halbleiterkörper betrieben wird, erhöht sich bei der oben angedeuteten Ausführungsform die Zahl der Beeinflussungsmöglichkeiten und damit die Zahl der Anwendungsfälle.

 

   In der Fig. 5 ist eine weitere Anordnung dargestellt, bei welcher der Halbleiterkörper hosenförmig ausgebildet ist und aus den Teilstücken 30 und 33 mit den zugehörigen Kathoden 31 und 34 besteht. Die erwähnten Teilstücke vereinigen sich am anderen Ende zu einem gemeinsamen Halbleiterkörper, dessen Endfläche mit voneinander isolierten Anoden 32 und 35 versehen ist. Der Einfachheit halber ist der ganze Halbleiterkörper mit gleicher Dicke dargestellt, obwohl er im allgemeinen  auch mindestens teilweise gekrümmt sein kann. Ist die Anordnung so dimensioniert, dass beide Teile gleichzeitig als Oszillator wirken, so können durch die Aussparung 36 die Mischprodukte entnommen werden.

  Wenn ein Teil als Verstärker wirkt, so kann durch die erwähnte Aussparung 36 bei geeigneter Ausbildung ein verstärktes Signal abgegriffen werden, das wie bereits erwähnt durch Verwendung einer pn-Schicht in ein Gleichspannungssignal umgewandelt werden kann.



   Für eine Vervielfachung, frequenzmässige Umsetzung oder Verzögerung des Eingangssignales eignet sich insbesondere eine Ausführungsform, wie sie in der Fig.



  6 angedeutet ist. Hierbei sind mehrere Halbleiterkörper 37, 38, 39 und 40 so zu einer Baueinheit angeordnet, dass die Gesamtanordnung mindestens eine korrespon dierende Aussparung 41 aufweist. Sind die beiden Halbleiterkörper 37 und 38 als Oszillator (z. B. gleichzeitig) wirksam, so kann durch Kopplung über die geeignet ausgebildete Aussparung 41 der unterkritisch betriebene Halbleiterkörper 38  getriggert  werden. Bei verschiedener Dimensionierung der Schwingfrequenzen durch geeignete Wahl der kritischen Länge des Materials oder durch verschiedene Dotierung erhält man eine Frequenzumsetzung.

  Ausserdem kann man die Anordnung als Laufzeitkette verwenden.   W;erden    sämtliche Schwingungen, die entstehen, abgegriffen, so vervielfacht sich das in den   eingangsseitigen    Halbleiterkörper 40 eingegebene, vorzugsweise impulsförmige Signal entsprechend der Zahl, Schaltung und Aussparungen der nachfolgenden Halbleiterkörper 37 und 38. In der Fig. 6 wurde ferner unter Weglassung aller unwichtigen Details noch ein weiterer Halbleiterkörper 39 eingezeichnet, der mit mindestens einem, die übrigen Halbleiterkörper durch eine geeignet ausgeführte Aussparung (einfaches Loch oder  kontaktierte  Öffnung) gekoppelt ist. Dieser Halb   leiterkörper    39 kann beispielsweise so dimensioniert sein, dass er als Verstärker wirkt.

 

   In einer Weitergestaltung der Erfindung kann der Halbleiterkörper auch so ausgebildet sein, dass ein als Elektrode ausgebildeter metallischer Belag mindestens teilweise die Wand eines Hohlleiters, eines Topfkreises oder vorzugsweise einer Antenne bildet, wobei im letz   ten    Fall die zweite erforderliche Elektrode gleichzeitig als Strahler dienen kann und die Einkopplung bzw.



  Auskopplung der HF-Energie über die Aussparung erfolgt.



   Die Herstellung der Aussparungen kann dadurch erfolgen, dass man beim Aufbau der aktiven Schicht bereits geeignete Stellen ausspart. Ferner ist es möglich, nachträglich die Aussparungen je nach den vorliegenden Erfordernissen anzubringen, was beispielsweise durch Verwendung von sogenannten Laser-Strahlen erfolgen kann. 



  
 



  Arrangement with at least one semiconductor component
The present invention relates to an arrangement with at least one semiconductor component which has a monocrystalline semiconductor body, preferably made of a III-V compound semiconductor. When a critical electrical field strength is exceeded, a negative differential resistance is formed in the semiconductor body due to a high field zone that builds up within the semiconductor body and travels through it. The semiconductor element preferably works as a microwave oscillator.



   This effect has recently become known as the so-called Gunn effect and is already used to build oscillators and amplifiers that operate in the upper GHz range. In the form first used, with which this effect was applied, an active layer of n-type gallium arsenide was used as the crystal, the oscillation frequency being dependent only on the strength of the active layer between the required electric field (about 3000 V / cm ) generating electrodes, which are in conductive connection with the semiconductor body, depended.



   In the meantime it has become possible to dope and operate the semiconductor body in such a way that the frequency of the resulting vibrations practically no longer depends on the electrode spacing, so that even higher vibration frequencies are obtained or greater power is achieved through thicker crystal layers. This process is called LSA-mode in the Anglo-American trade press, and it is an abbreviation from the words limited space-charge accumulation.



   In order to influence the negative resistance resulting from the so-called Gunn effect in the desired sense, it has also become known to provide at least one control electrode attached to the surface of the active layer to which a suitable control voltage is applied.



   In addition, it has been recognized that the shape of the curve of the current flowing in the outer circle of the arrangement can be influenced by chamfering or slitting the edge of the semiconductor body.



   The invention has now set itself the task of disclosing the possibilities for influencing the negative resistance that is created, ie essentially the extremely short-wave microwave oscillation that is created, a new possibility with the aid of which the field of application of such semiconductor arrangements is significantly expanded.



   For this purpose, it is proposed according to the invention to provide the active layer of the semiconductor body with at least one cutout influencing the high field zone. This cutout preferably runs perpendicular to the drift movement of the charge carriers in the semiconductor body. Some of the possible embodiments are to be explained briefly on the basis of the figures.



   In Fig. La a semiconductor body 1 is shown, which is cuboid. It has two electrodes 2 and 3, which are in extensive ohmic contact with the semiconductor body. By applying a suitable electric field, a differential resistance is created in the semiconductor body through the build-up of a so-called high field zone, which preferably completely traverses the semiconductor body and when it arrives at the anode 3 in the current i of the outer circuit, it emits a pulse denoted by 6 in FIG. If the applied field strength is above the critical field strength required to trigger vibrations, the process is repeated. In Fig.



     It was assumed that the arrangement is not operated in so-called LSA mode, which is why the output pulses 5 and 6, which are intended to represent the microwave oscillations schematically, are plotted on the time axis t at a distance that corresponds to the time with which the high field zone is Semiconductor body 1 migrates through. The semiconductor body is provided with a recess 4 which influences the corresponding vibration. This is expressed by the deformation of the current i, as indicated at 7 in FIG. 1b. In the illustrated Ausführungsbei game, the recess 4 is perpendicular to the drift direction and parallel to the two electrodes 2 and 3 attached.



   With this position of the recess, it is thus possible to generate, for example, pulses or specific current profiles by selecting the recess cross-section and the position of the recess in the output current i.



  One field of application for such oscillators is their use in fast-flying objects, since the large number of possible pulse shapes enables different objects to be easily distinguished.



   Deviating from the embodiment indicated in FIG. 1 with a constant cross section of the semiconductor body, the cross section of the semiconductor body, preferably between the cathode and anode, can change in a continuous or stepwise manner in all application areas of the arrangement. In particular, the effective cross section (taking into account the recess) is allowed to increase in the drift direction of the charge carriers.



   While in the embodiments indicated so far, the position and size of the recess directly resulted in the desired influencing, in a continuation of the inventive concept, the recess can also be used indirectly for influencing. The recess can thus run approximately in the drift direction of the charge carriers and something is then additionally coupled into the recess, thereby influencing the high-field zone that is formed. These can be passive and / or active elements. It is also possible to control the effect as desired with the aid of a heat or HF field acting in the recess. An electron or photon beam passing through the opening can also be used for control. A large area of application results from the fact that the recess or only its walls are at least partially contacted.

  This contact is to be understood very broadly. You can make an ohmic contact. Furthermore, the contact can be isolated. It is also possible to design these contact areas as a pn junction. In any case, it will be possible to use a cutout contacted in this way in order to influence the process occurring in the semiconductor body, i. H. to trigger or to control in the desired sense. In principle, this does not depend on the position of the recess. If it is expedient, the cathode and anode of the arrangement can also be formed by a contacted recess, which are connected to a suitable direct voltage source.



   In FIG. 2, an embodiment is shown schematically in which the semiconductor body 9 between the cathode and the anode has the same external dimensions in the sectional plane. The influencing is brought about indirectly by the recesses 10, 13 and 16. In order to indicate the numerous possibilities of how the arrangement can be varied, FIG.



  2 shows the bore 10 metallized. The metal layer 11 is connected to an external element 12. At a distance therefrom, the recess 13 is completely filled with a metal stamp 14, also perpendicular to the drift direction indicated by the arrow.



  The metal stamp itself is connected to the external element 15. Shortly before the metallization of the end face of the semiconductor body, which acts as an anode, a further cutout 16 is provided, which runs perpendicular to the drift movement and parallel to the anode. The recess is designed in such a way that a pn layer is obtained on it, at which the voltage rectified across it can be tapped.



   If the external elements 12 and 15 are suitably selected - connectable additional voltage sources, resistors or short circuits that are parallel or in series with a part of the semiconductor body 9 - one can influence the curve shape of the current arising in the outer circle in many ways.



   3 shows a further possible embodiment in which the semiconductor body 17 has the shape of a disk with a central bore 18. The wall of the bore is provided with two metal coatings 19 and 21 that are insulated from one another. The outer edge of the disk also contains two metal coverings 20 and 22.



  An inner coating and a corresponding outer coating can act as a cathode or anode through a suitable connection with voltage sources. The coatings 19 and 21 will preferably be used as cathodes. The shape shown in Fig. 3 allows for suitable dimensioning z. B. that two oscillations or one oscillation and one amplification arise at the same time. With different doping between the electrodes and / or with an out-of-round design of the disc 17, it is possible to obtain different oscillation frequencies whose mutual influence (in the semiconductor body itself or on an externally connected component with a non-linear characteristic curve) results in a large spectrum of frequencies that arise .



   Another embodiment is shown in FIG. The active layer of the half-body 23 is applied to a heat sink 24 using epitaxial planar technology in a manner known per se. The connection lines marked with minus and plus symbolize the cathode and anode of the arrangement. Two recesses 25 and 26 are made near the cathode. If the semiconductor body 23 is operated below the critical field strength and the critical value is only exceeded when suitable signals are applied simultaneously via the recesses 25 and 26, a logic circuit is obtained which acts as an AND circuit. With the aid of the recesses 28 and 29 also shown in the figure, the output signal can be divided, given a suitable configuration (size and / or contact).

  The recess, designated by 27, between the cathode and anode results in the possibility that at this point a part of the high field zone which is wandering through or building up is decoupled. In this way, logic circuits can be set up with a very short response time, which is shorter than the transit time of the high field zone through the entire semiconductor body to the anode. In the so-called LSA mode, in which such a semiconductor body is operated, the number of possibilities for influencing and thus the number of applications increases in the embodiment indicated above.

 

   In FIG. 5, a further arrangement is shown in which the semiconductor body is designed in the shape of a trouser and consists of the sections 30 and 33 with the associated cathodes 31 and 34. The aforementioned sections combine at the other end to form a common semiconductor body, the end face of which is provided with anodes 32 and 35 that are insulated from one another. For the sake of simplicity, the entire semiconductor body is shown with the same thickness, although in general it can also be at least partially curved. If the arrangement is dimensioned such that both parts act simultaneously as an oscillator, the mixed products can be removed through the recess 36.

  If a part acts as an amplifier, an amplified signal can be picked up through the mentioned recess 36, if suitably designed, which, as already mentioned, can be converted into a DC voltage signal by using a pn layer.



   For a multiplication, frequency conversion or delay of the input signal, an embodiment is particularly suitable as shown in FIG.



  6 is indicated. In this case, several semiconductor bodies 37, 38, 39 and 40 are arranged to form a structural unit in such a way that the overall arrangement has at least one corresponding cutout 41. If the two semiconductor bodies 37 and 38 act as oscillators (for example simultaneously), then the sub-critically operated semiconductor body 38 can be triggered by coupling via the suitably designed recess 41. With different dimensioning of the oscillation frequencies by suitable choice of the critical length of the material or by different doping one obtains a frequency conversion.

  The arrangement can also be used as a runtime chain. If all the vibrations that arise are tapped, the preferably pulse-shaped signal input into the input-side semiconductor body 40 is multiplied in accordance with the number, circuitry and cutouts of the subsequent semiconductor bodies 37 and 38. In FIG. 6, all unimportant ones have also been omitted Details of another semiconductor body 39 are drawn in, which is coupled to at least one, the remaining semiconductor bodies through a suitably designed recess (simple hole or contacted opening). This semiconductor body 39 can, for example, be dimensioned so that it acts as an amplifier.

 

   In a further embodiment of the invention, the semiconductor body can also be designed so that a metallic coating designed as an electrode at least partially forms the wall of a waveguide, a cup circle or preferably an antenna, in which case the second required electrode can simultaneously serve as a radiator and the coupling or



  The HF energy is coupled out via the recess.



   The cutouts can be produced in that suitable locations are already cut out when the active layer is built up. It is also possible to make the cutouts afterwards depending on the requirements at hand, which can be done, for example, by using so-called laser beams.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Anordnung mit mindestens einem Halbleiterbauelement, welches einen einkristallinen Halbleiterkörper aufweist, der bei Überschreiten einer kritischen elektrischen Feldstärke auf Grund einer sich innerhalb des Halb ieiterkörpers ausbildenden und diesen durchwandernden Hochfeldzone einen negativen differentiellen Widerstand bildet, dadurch gekennzeichnet, Idass die aktive Schicht des Halbleiterkörpers mit mindestens einer die Hochfeldzone beeinflussenden Aussparung versehen ist. Arrangement with at least one semiconductor component which has a monocrystalline semiconductor body which, when a critical electric field strength is exceeded, forms a negative differential resistance due to a high field zone forming within the semiconductor body and wandering through it, characterized in that the active layer of the semiconductor body has at least one the recess influencing the high field zone is provided. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Querschnitt der aktiven Schicht in Driftrichtung konstant ist. SUBCLAIMS 1. Arrangement according to claim, characterized in that the effective cross section of the active layer is constant in the drift direction. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der wirksame Querschnitt der aktiven Schicht in Driftrichtung ändert. 2. Arrangement according to claim, characterized in that the effective cross section of the active layer changes in the drift direction. 3. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die, vorzugsweise kontaktierte, Aussparung mit einer Spannungs-, Licht-, Wärme- oder Hochfrequenzquelle gekoppelt ist. 3. Arrangement according to claim, characterized in that the, preferably contacted, recess is coupled to a voltage, light, heat or high frequency source. 4. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterkörper in einer Richtung bezüglich der Dotierung und/oder des Materials, vorzugsweise in Driftrichtung, stetig oder sprunghaft inhomogen ist. 4. Arrangement according to claim, characterized in that the semiconductor body is continuously or abruptly inhomogeneous in one direction with respect to the doping and / or the material, preferably in the drift direction. 5. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des Halbleiterkörpers gekrümmt ist. 5. Arrangement according to patent claim, characterized in that at least part of the semiconductor body is curved. 6. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Elektrode ausgebildeter Metallbelag des Halbleiterkörpers mindestens teilweise die Wand eines Hohlleiters, Topfkreises oder einer Antenne bildet. 6. Arrangement according to claim, characterized in that a metal coating of the semiconductor body designed as an electrode at least partially forms the wall of a waveguide, cup circle or antenna. 7. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Halbleiterb auele- menbe derart übereinander angeordnet sind, dass diese mindestens leine korrespondierende Aussparung aufweisen. 7. The arrangement according to claim, characterized in that at least two semiconductor components are arranged one above the other in such a way that they have at least one corresponding recess. 8. Koaxiale Anordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung derart mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, dass die Wände der Aussparung als Kathode wirken. 8. Coaxial arrangement according to dependent claim 3, characterized in that the recess is connected to a DC voltage source in such a way that the walls of the recess act as a cathode. 9. Anordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere als Anode wirkende Kontakte an der aktiven Schicht angeordnet sind. 9. Arrangement according to dependent claim 3, characterized in that a plurality of contacts acting as anode are arranged on the active layer.
CH1448068A 1967-09-29 1968-09-27 Arrangement with at least one semiconductor component CH506917A (en)

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