DE1295026C2 - Sperrschichtfreies halbleiterbauelement zur erzeugung von elektromagnetischen schwingungen als volumeffekt im mikrowellenbereich - Google Patents

Sperrschichtfreies halbleiterbauelement zur erzeugung von elektromagnetischen schwingungen als volumeffekt im mikrowellenbereich

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DE1295026C2 DE19641295026 DE1295026A DE1295026C2 DE 1295026 C2 DE1295026 C2 DE 1295026C2 DE 19641295026 DE19641295026 DE 19641295026 DE 1295026 A DE1295026 A DE 1295026A DE 1295026 C2 DE1295026 C2 DE 1295026C2
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Description

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halb nicht ohne spezielle Maßnahmen in weiten Gren- Dabei ist es wichtig, daß die ohmschen Kontakte
zen einstellbar und darüber hinaus noch konstant zu sorgfältig angebracht werden, da sonst eine einwandhalten ist. freie Betriebsweise kaum gewährleistet ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
ein möglichst einfaches Halbleiterbauelement zur Er- 5 aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfühzeugung elektromagnetischer Schwingungen bei gün- rungsbeispiels und aus den Patentansprüchen. Es stigem Wirkungsgrad im Mikrowellenbereich zu zeigt
schaffen, das durch direktes Anlegen an eine Betriebs- Fig. 1 die Charakteristik des erfindungsgemäßen
Spannungsquelle zu betreiben ist und ohne zusatz- Halbleiterbauelements mit dem Strom / als Funktion liehe, besondere Maßnahmen eine Schwingungsaus- io der elektrischen Feldstärke E,
kopplung aus dem Halbleiter gestattet, wobei die F ι g. 2 a und 2 b graphische Darstellungen zur VerFrequenz der erzeugten Schwingungen nach deren anschauhchung der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Einstellung unabhängig von der angelegten Betriebs- Halbleiterbauelements erzielbaren Impulsformen, spannung, also konstant, sein soll. Fig. 3 ein Schaltungsbeispiel zur Schwingungs-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ge- 15 erzeugung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Halblöst, daß ein N-leitender GaAs-Halbleiter in einem leiterbauelements,
Gebiet der Stromcharakteristik, die beim Schwellen- pig.4 einen Schnitt durch die Vorrichtung zum
wert unter unstetigem Übergang in einen Instabilitäts- Anbringen sperrfreier Kontakte an das erfindungsbereich einmündet, in welchem der Strom bei stei- gemäße Halbleiterbauelement, gender elektrischer Feldstärke zwischen einem durch *o F1 g. 5 a bis 5 f die jeweilige Ansicht des erfindungsden Schwellenwert festgelegten oberen und einem gemäßen Halbleiterbauelements bei den verschiedeniedrigeren, aber ebenfalls konstanten Grenzwert nen Verfahrensschritten in seiner Herstellung, schwankt, betreibbar ist und daß die Frequenz der Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf
erzeugten Schwingungen durch Wahl des Abstandes das Halbleitermaterial Galliumarsenid (GaAs), mit zwischen den sperrfreien Kontakten wählbar ist. «5 dem nach Entdeckung der der Erfindung zugrunde
Es ist bereits an anderer Stelle ein Verfahren zur Hegenden Erscheinung zahlreiche Experimente ausErzeugung und/oder Verstärkung elektromagnet!- gef"hrt worden sind.
scher Schwingungen mit Hilfe eines N-leitenden GaI- . F1 g. 1 stellt graphisch die Funktion des durch lium-Arsenid-Halbleiters vorgeschlagen worden, bei emen Halbleiterkörper fließenden Stromes/ m Abdem hierzu die Wechselwirkung eines ausgerichteten 3° hängigkeit vom hieran angelegten elektrischen FeIdS Ladungsträgerflusses mit der zu dieser Stromrichtung dar. Wie man sieht, besteht ein etwa linearer Zusamparallelen Komponente der optischen Gitterschwin- menhang zwischen beiden Großen bis zum Schwelgungen im Halbleiter ausgenutzt wird, wenn die lenwert E1- des elektrischen Feldes. An dieser Stelle Ladungsträger-Driftgeschwindigkeit von der Größen- besitzt die Kurve / = /(E) eine Diskontinuität, und Ordnung dir Phasengeschwindigkeit der optischen 35 jenseits dieser Stelle tritt das der Erfindung zugrunde Gitterschwingung ist. Hierbei liegt aber der Frequenz- Je«^. Phänomen auf das dann besteht daß auch bereich der hiermit erzeugten Schwingungen außer- . bej völlig konstantem Feld für £>Er der Strom halb des Mikrowellenbereichs im Spektralbereich der zeiilich schwankt. Der Maximalwert des Stroms über-Lichtwellen. Zum Herbeiführen der erforderlichen steigt gewöhnlich nicht den stationären Wert, den er Wechselwirkung müssen besondere Maßnahmen ge- 4» bei E1 besitzt,wahrend der Muumalwert beträchtlich troffen werden, die im vorliegenden Fall Vorzugs- kleiner als Ij=J(Et) sein kann. Diese zeitliche weise durch gleichrichtende Kontakte dargestellt sind, Schwankung des Stroms wird durch den schraffierten über die das notwendige Driftfeld an den Halbleiter Bereich m F1 g. 1 symbolisch dargestellt. Wenn z. B. angelegt wird. Eine solche Anordnung wird also nicht das Feld mittels eines kurzeQ Spannungsimpulses anvon der Erfindung erfaßt « gelegt wird, der einer Amplitude entspricht; die gleich
Gegenüber allen oben aufgeführten Schwingungs- Ετ oder kleiner ist weist der Strom die in Fig. 2A erzeugein mit Halbleiterbauelementen besitzt das er- gezeigte zeitliche Schwankung auf, während dann, findungsgemäß betriebene Halbleiterbauelement den wenn die Amplitude den Wert E7- überschreitet, die in großen Vorteil, daß seine Herstellung relativ einfach Fig. 2B dargestellte zeitliche Stromschwankung aufist, der Betrieb unter denkbar geringem Aufwand bei 50 tritt, wobei der Impulsform nach Fig. 2A hochnormalen Umgebungsbedingungen durchführbar ist frequente Schwingungen überlagert sind, und die Frequenz der erzeugten Schwingungen unab- Wle berichtet, erfolgt in Fig. 1 unmittelbar nach
hängig von der jeweils angelegten Betriebsspannung Erreichen des Schwellenwertes ET und Beginn des ist, so daß sich unbedingt eine zufriedenstellende Betriebs im schraffierten Bereich ein scharfer Abfall Frequenzkonstanz ergibt. Dabei läßt sich in vorteil- 55 der spezifischen Leitfähigkeit. Diese Diskontinuität hafter Weise die Frequenz durch entsprechende Wahl 1^ Ετ läßt sich also nicht mit einer Vermehrung des Elektrodenabstands am Halbleiter festlegen, und der Ladungsträger in dem aus GaAs bestehenden zwar ebenfalls unabhängig von der anzulegenden Halbleiterkörper vom N-Leitungstyp in Verbindung Betriebsspannung. bringen; daher herrscht während des Betriebs nur
Im einfachsten Fall genügt als Betriebsschaltung «° ei» Ladungsträgertyp vor. Wie weiter aus Fig. 1 ein an eine Spannungsquelle angeschlossenes erfin- hervorgeht, beweist der Abfall im Leitungsvermögen dungsgemäßes Halbleiterbauelement, wobei der deutlich die Aktivität von im wesentlichen nur einem Innenwiderstand dieser Spannungsquelle als Außen- Ladungsträgertyp innerhalb des Halbleiterkörpers, widerstand für das Halbleiterbauelement völlig aus- Fig. 3, die eine schemätische Darstellung eines
reichend ist. Darüber hinaus ist kein zusätzlicher Re- 65 Ausführungsbeispiels der Anordnung nach der Erfinsonanzkreis erforderlich, um die Schwingungen im dung ist, zeigt ein Halbleiterbauelement 1, das im erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement anzufachen, wesentlichen aus einem Halbleiterkörper 2 aus GaAs aufrechtzuerhalten und/oder auszukorroeln. besteht. An dem Halbleiterkörper 2 sind Kontakte
3a und 36 angebracht. Diese Kontakte bestehen Die der Erfindung zugrunde liegende Erscheinung
aus Kügelchen, z. B. aus Zinn (Sn), die möglichst ist weder von der Kristallausrichtung noch von der sperrfrei an den Halbleiterkörper 2 anlegiert sind. Stromrichtung im verwendeten Kristall abhängig. Die An den Halbleiterkörper 2 ist eine Stromquelle 4 Schwingungsfrequenz wird hauptsächlich durch die angeschlossen, bei der es sich um eine Urspannungs- 5 Länge des Halbleiterkörpers bestimmt. Anders als es / quelle, d. h. um eine Quelle konstanter Spannung, bei den meisten anderen Mikrowellcnschwingern der handelt, und an den Kontakten 3 α und 3b befinden Fall ist, erzeugt die erfindungsgemäße Vorrichtung sich geeignete Anschlüsse, die zum Anlegen einer eine Frequenz, die fast unabhängig von der externen Spannung an den Halbleiterkörper 2 dienen, wodurch Schaltungsanordnung ist.
eine elektrische Feldstärke eines definierten Wertes io Nachstehend werden Verfahren beschrieben, die innerhalb des Halbleiterkörpers 2 entsteht, so daß vorzugsweise zur Herstellung des Halblciterkörpers, sich der scharfe Abfall der Leitfähigkeit ergibt und zur Kontaktierung und zur Einkapselung des HaIbdie gleichzeitige Erzeugung von Mikrowellenenergie leiterbauelements angewendet werden können,
einstellt. Weiter ist in die Schaltung ein Lastwider- Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement erstand 5 eingefügt, von dem das Ausgangssignal ab- 15 fordert einen Aufbau, der aus einem Stück GaAs vom genommen wird. N-Leitfähigkeitstyp mit planparallelen Enden und
Zur Vereinfachung ist in F i g. 3 lediglich ein Prin- daran angebrachten ohmschen Kontakten besteht. zipschaltbild dargestellt, bei dem zu berücksichtigen Zur Herstellung dieser Anordnung sind folgende ist, daß beim tatsächlichen Betrieb zwischen dem Verfahrensschritte geeignet: Ein Stück einkristallines eigentlichen Generator, d. h. dem schwingungserzeu- ao Galliumarsenid wird zu einer dünnen Scheibe abgenden Halbleiterbauelement 1 und der Belastung 5 geschliffen, die eine Stärke von 40 μ hat und etwas ein geeignetes Anpassungsnetzwerk anzuordnen ist. größer als die erforderliche Halbleiterlänge L ist. Aus
Bei Experimenten mit GaAs-Halbleiterkörpern dieser Scheibe werden mit einer Ultraschallschneidewurde festgestellt, daß in länglichen Halbleiterkör- vorrichtung Halbleiterkörper mit einem Durchmesser pern (etwa 1 bis 10 mm) die Schwankungen in zu- »5 von 0,75 mm herausgeschnitten. Hieran anschließend fälliger Folge auftreten und aus sehr intensiven wird durch einen geeigneten Ätzvorgang eine glatte Rauschpegeln mit Komponenten bis zu 2000 MHz Oberfläche des Halbleiterkörpers erzeugt,
bestehen. In kürzeren Halbleiterkörpern (unter Da ohmsche Kontakte erforderlich sind, muß auf
2 · IQ-2 cm) erreichen die Schwankungen die Form den zu kontakticrenden Flächen des Halbleiterkörvon kohärenten Schwingungen, wie es in Fig. 2B 30 pers eine Na4-Schicht formiert werden,
schematisch dargestellt ist, deren Frequenz von der Bei diesem Verfahren werden legierte Kontakte
Länge L des Halbleiterkörpers in der Richtung des unter Verwendung von reinem Zinn, einem Donator Stromflusses (F i g. 3) abhängt. für GaAs, in Form von Kügelchen 8a und 8 b, her-
Nach experimentellen Ergebnissen ist die Fre- gestellt. Wie F i g. 4 zeigt, erfolgt der Legierungsvorquenz / der Schwingung durch den Ausdruck 35 gang in der Einspannvorrichtung 6. Unmittelbar vor / = nv/L gegeben, wobei z. B. für einen bestimmten der Beschickung werden die GaAs-Scheibe 7 und alle GaAs-Kristall ν etwa mit 107Cm-SeC-1 anzusetzen Teile der Einspannvorrichtung 6 in einer 5%>igen ist, was etwa der Driftgeschwindigkeit der Elektronen NaCN-Lösung gewaschen, in destilliertem Wasser, bei dem kritischen Wert ET entspricht, bei dem die das mit Glas nicht in Berührung gekommen ist, geSchwingungen einsetzen. Gewöhnlich ist die durch 40 spült und in Vakuum getrocknet. Die montierte Einn = 1 gegebene Frequenz (Grundfrequenz) die ein- spannvorrichtung wird dann in gereinigtem Formierzige Frequenzkomponente, jedoch wurden manchmal gas vorgeheizt. Diese Vorsichtsmaßnahmen sind nötig,. starke Harmonische bis zu η = 5 gefunden, und ge- um die Diffusion von Kupferspuren in den GaAslegentlich fehlt die bei η — 1 auftretende Grund- Halbleiter und damit eine Umwandlung während des schwingung ganz. Diese von den Abmessungen des 45 Legierens in den P-Leitfähigkeitstyp zu verhindern, Halbleiterkörpers abhängigen Frequenzkomponenten da sonst der Halbleiterkörper für den vorliegenden wurden im Bereich von v/L = 0,5 bis v/L = 4,5 GHz Zweck unbrauchbar würde.
beobachtet. In einem Halbleiterkörper unregelmäßi- In der horizontalen Bohrung (Fig. 4) ist an einem
ger geometrischer Form wurden sogar Schwingungen Ende ein Pt-Pt-Rh-ThermoeJement angebracht, desmit / = 6,5 GHz beobachtet. Selbst in diesem letzt- 5» sen Lötstelle nahe an dem Legierungshohlraum liegt, genannten Fall scheint der Anschwingvorgang inner- Die Wärme zum Legieren wird dadurch erzeugt, daß halb weniger Perioden beendet zu sein, so daß eine Wechselstrom durch den Block geleitet wird. Das Modulation mittels einer sehr hohen Frequenz mög- ganze System ist in einem Glasgehäuse eingeschloslich ist. sen, durch das sorgfältig gereinigtes und getrocknetes
Besitzt die externe Schaltung eine vernachlässigbare 55 Formiergas fließt.
Impedanz, so läßt sich eine Modulationstiefe des Wegen des großen Kontaktwinkels zwischen ge-
Halbleiterstroms von 30% erreichen. Wie schon er- schmolzenem Zinn und GaAs breitet sich das flüssige wähnt, kann durch Verwendung eines Anpassungs- Metall nicht so aus, daß die ganzen Flächen des Halbnetzwerkes, z. B. eines Resonanzhohlraums, das leiterkörpers bedeckt werden; es wird noch nicht ein-Halbleiterbauelement einer externen Belastung ange- 60 mal ein Bruchteil dieser Flächen benetzt, wenn die paßt werden. Bei einer solchen Anordnung beträgt die Temperatur nicht so weit erhöht wird, daß eine gesamte von Gleichstrom in Hochfrequenz umgesetzte große GaAs-Menge gelöst wird. Unter diesen UmLeistung 1 bis 2°/o. Die mittlere Ausgangsleistung ständen erhält das übrige GaAs eine unerwünschte wird begrenzt durch die thermischen Eigenschaften bikonkave Form. Zur Überwindung dieser Schwierigder speziellen Konstruktion des Halbleiterbauele- 65 keit wird der Legierungsprozeß unter sorgfältig gemcnt'i. Es sind aber maximale Leistungen von steuertem hydrostatischem Druck und nicht nach 0,5 Watt bei IGHz und 0,15 Watt bei 3 GHz ge- einem Spritzgußverfahren ausgeführt. Hierzu dient messen worden'. ein genau eingepaßter Graphitstößel 9.
7 8
Der Heizzyklus wird dadurch gesteuert, daß ein nen Halbleiterkörper besteht, aus dem Formbehälter konstanter Wechselstrom durchgeleitet wird, der die herausgenommen und dann das untere Teil, wie Einspannvorrichtung bei einer Temperatur, die höher F i g. 5 d zeigt, bis zu der Linie 12 abgeschliffen,
als die für den Legiervorgang gewünschte ist, ins Wie in F i g. 5 f gezeigt, werden zwei Stahlstifte 13 α Wärmegleichgewicht bringt. Die Ausgangsleistung 5 und 136 in die Löcher eingepaßt, die in einem vordes Thermoelements wird einem Potentiometer- angegangenen Arbeitsgang in einen Metall- oder Iso-Regelgerät zugeführt, das einen Grenzschalter be- lierblock 14 gebohrt sind. Die Stifte dringen frei in tätigt, wenn die gewünschte Temperatur (500 bis den den Halbleiterkörper enthaltenden Epoxyharz-550° C) erreicht ist. klumpen ein. In den Block 14 werden zwei dünne Mittels dieses Systems lassen sich GaAs-Halbleiter- io Streifen 15a und 156 aus Phosphorbronze so einkörpcr herstellen, deren an die Kontakte angrenzende gepaßt, daß ihre freien Enden einander auf jeder Endflächen innerhalb von 5 μ oder weniger parallel Seite der Mittellinie zwischen den Stiften fast besind, rühren. Die Streifen liegen direkt über der Oberin Fig. 5a bis 5f sind die bei der Einkapselung fläche des Blocks 14 und fast parallel zu dem Block, des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements nöti- 15 und die freien Enden sind auf 0,13 mm verjüngt, gen Verfahrensschritte dargestellt. Nach dem Legie- Durch eine Schablone, die auf die Stifte geschoben ren besteht das anfängliche Gebilde aus einer wird, lassen sich die freien Enden der Streifen 15 α, Scheibe 7 aus GaAs, die zwischen den verfestigten 15 ^ so anOrdnen, daß sie mit den Sn-Kontakten 8 a Sn-Kontakten 8« und 86 angeordnet ist. und 86 des eingebetteten Halbleiterkörpers zu-Es ist erforderlich, den Querschnitt des aktiven ΛΟ sammentreffen. Wenn dieser also an Stelle der GaAs-Halbleiterkörpers geometrisch regelmäßig zu Schablone eingepaßt wird, stellen die Phosphorverkleinern und Verbindungen zu einer externen bronzestreifen einen ausreichenden elektrischen Kon-Schaltung mit sehr niedriger Induktivität herzustellen. takt zu den Sn-Kontakten her, selbst wenn sie sehr Diese beiden Bedingungen lassen sich wie folgt er- schmal sind. Eine Beschädigung der frei liegenden füllen. Der in F i g. 5 a gezeigte Halbleiterkörper wird a5 Oberflächenbereiche des Halbleiterkörper wird so zunächst so geschliffen und poliert, daß drei ebene vermieden.
Flächen parallel zur Achse entstehen, so daß der Wegen ihrer geringen Länge und ihres sehr gerinresultierende Querschnitt dreieckig und die Form des gen Abstandes von dem geerdeten Block 14 weisen Halbleiterkörpers prismatisch ist, wie es F i g. 5 b die Streifen eine extrem niedrige Induktivität auf. Die zeigt. Der Halbleiterkörper nach Fig. 5b wird dann 30 Induktanz des Halbleiterbauelements ist nahezu gemäß F i g. 5 c etwa in die Mitte eines Formbehäl- gleich Null, und trotzdem ist keine kostspielige Pakters 10 aus Polytetrafluorethylen oder einem ahn- kung nötig, und alle Halbleiterkörper passen selbst liehen Material von etwa 12 mm Durchmesser gelegt, bei stark abweichenden Abmessungen in diese Halte- und ein Epoxyharz 11 wird bis zu einer Höhe von rungen. Schließlich läßt sich der GaAs-Halbleiteretwa 3 mm eingegeben. Nach Aushärten des Harzes 35 körper jederzeit durch Abschleifen der frei liegenden wird das ganze Teil, das aus dem von Harz umgebe- Flächenbereiche leicht verändern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 gen innerhalb des Halbleiters ungestört ausbilden Patentansprüche: können, was sich praktisch durch geringen Elektro-
1. Sperrschichtfreies Halbleiterbauelement zur denabstand bei äußerst niedrigen Temperaturen erErzeugung von elektromagnetischen Schwingun- reichen läßt.
gen als Volumeffekt im Mikrowellenbereich, die 5 Die Frequenz dieser Ladungsträgertanzschwingunausschließlich unter Anlegen einer konstanten, gen (Elektronen oder Löcher) ist dabei proporkontinuierlichen oder intermittierenden Spannung tional der Gitterkonstanten des verwendeten HaIbüber gleichzeitig zur Schwingungsweiterleitung leiters und der hieran angelegten elektrischen Felddienende, sperrfreie Kontakte und hierdurch be- stärke.
dingtem Bereitstellen einer elektrischen Feldstärke io Bei einem weiterhin bekanntgewordenen HaIboberhalb eines hierzu erforderlichen, im Verlauf leiterbauelement (österreichisches Patent 209 377) der Strom-Spannungs-Charakteristik des Halb- wird der Halbleiter, wie in der Gasentladungstechnik leiterbauelements durch Steigungsänderung mar- bereits praktiziert, zu Plasmaschwingungen angekierten Schwellenwertes angefacht und aufrecht- stoßen, die sich unter der Wirkung eines über sperrerhalten werden, dadurch ge kennzeich- 15 schichtfreie, isolierende oder gleichrichtende Konnet, daß ein N-leitender GaAs-Halbleiter der takte in Form der Betriebsspannung angelegten, elek-Stromcharakteristik in einem Gebiet jenseits des irischen Feldes und der hierdurch bedingten Drift-Schwellenwerts mit unstetigem Übergang in einen wirkung auf die Ladungsträger (Elektronen oder Instabilitätsbereich, in welchem der Strom bei Löcher) im Halbleiter in Richtung auf eine kapazitiv, steigender elektrischer Feldstärke zwischen einem ao induktiv oder über ein gleichrichtendes Element gedurch den Schwellenwert festgelegten oberen und koppelte, besondere Entnahmeelektrode ausbreiten, einem niedrigeren, aber ebenfalls konstanten um einen hieran angeschlossenen, auf die Plasma-Grenzwert schwankt, betreibbar ist, und daß die eigenschwingung abgestimmten Resonanzkreis an Frequenz der erzeugten Schwingungen durch Wahl zustoßen. An Stelle hiervon kann zur Entnahme der des Abstandes zwischen den sperrfreien Kontak- 35 entsprechende Bereich des Halbleiterbauelements ten wählbar ist. auch als Transistor ausgebildet sein, der dann direkt
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, ge- durch die Plasmaschwingungen gesteuert wird, kennzeichnet durch einen Halbleiterkörper mit Die Frequenz der so erzeugten Schwingungen ist an beiden Stirnflächen unter Vermeidung jeg- in jedem Falle durch die Langmuirsche Plasmaeigenlicher Fremdleitfähigkeit erzeugenden Verunrei- 30 frequenz bestimmt.
nigung, insbesondere durch Kupfer, anlegierten Mit dem zuletzt beschriebenen Halbleiterbau-
sperrfreien Kontaktelektroden aus Zinn. element ist es also möglich, Selbsterregung von
3. Halbleiterbauelement nach den Ansprü- Plasmaschwingungen allein durch Driftwirkung auf chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ladungsträger herbeizuführen. Die hierzu erkontaktierte Halbleiterkörper innerhalb eines 35 forderliche Driftgeschwindigkeit der Elektronen z. B. Epoxyharzblockes eingebettet ist. muß dann allerdings größer als die mittlere thermische Elektronengeschwindigkeit sein, die bei Zimmertemperatur in der Größenordnung von 5 · 106cmsec~' liegt. Hierzu dient entweder eine besondere Einwir-
40 kungsanordnung auf der Halbleiteroberfläche, um
eine hinreichende hohe Geschwindigkeit der Elektronenströmung herbeiführen zu können, oder das. angelegte Driftfeld selbst, z. B. in Form eines elektrischen Feldes entsprechender Stärke; wobei sich mit 45 wachsendem elektrischem Feld die ¥\asmae\gen-
Die Erfindung betrifft ein sperrschichtfreies Halb- schwingungen gegenüber der Wimmelbewegung leiterbauelement zur Erzeugung von elektromagnet^ der Ladungsträger m zunehmendem Maße durchsehen Schwingungen als Volumeffekt im Mikrowellen- set?®n' ,.,.,.,,. bereich, die ausschließlich unter Anlegen einer kon- Ab Nachteil ergibt sich bei den oben beschnebe-
stanten, kontinuierlichen oder intermittierenden Span- 50 nen Halbleiterbauelementen, daß in jedem Falle ein nung über gleichzeitig zur Schwingungsweiterleitung verhältnismäßig hoher Aufwand zu Herstellung und dienende, sperrfreie Kontakte und hierdurch beding- B.eJneb erforderlich ist. Im einen Falle liegt zur Ertem Bereitstellen einer elektrischen Feldstärke ober- zielung einer brauchbaren Struktur die Dicke des halb eines hierzu erforderlichen, im Verlauf der Halbleiterplättchens, bedingt durch die freie Weg-Strom-Spannungs-Charakteristik des Halbleiterbau- 55 lange>im Bereich von tausendstel Millimeter, und im elements durch Steigungsänderung markierten anderen Falle muß neben den zur Anlegung des Drift-Schwellenwertes angefacht und aufrechterhalten feldes erforderlichen Kontakten zusätzlich zumindest werden eme Desondere Entnahmeelektrode mit daran ange-
Eine solche Anordnung ist bereits bekannt (USA.- schlossenen Auskopplungsmaßnahmen vorgesehen Patent 2 975 377) und besteht aus einem sperrschicht- 60 werden, um das gewünschte Ausgangssignal erhalten freien Halbleiter, wie z.B. Germanium, mit einem zu können. Bei Schwingungserzeugung durch das durch äußerst geringe Stoßwahrscheinlichkeit beding- Driftfeld selbst sind dann noch besondere Maßnahten, negativen Bereich der Widerstandscharakteristik me" »nfolge der hierzu benötigten außergewöhnlich oberhalb einer Spannung, die einem kritischen Feld- hohen elektrischen Feldstärke zu treffen stärkewert entspricht. Dabei ist es wesentlich, daß die 65 ντ In u baden Fallen ergibt sich jedoch als weiterer freie Weglänge der in Betracht kommenden Ladungs- Nachteil, daß die Frequenz der erzeugten Schwingunträger größenordnungsmäßig dem Elektrodenabstand 8en in erster Lmie betriebsspannungsabhängig bzw. entspricht, damit sich Ladungsträgertanzschwingun- von der Ladungsträgeranzahl abhängig ist und des-
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