DE2203247B2 - Halbleiterbauelement mit steuerbarer Dämpfung sowie Schaltungsanordnung zu dessen Betrieb - Google Patents
Halbleiterbauelement mit steuerbarer Dämpfung sowie Schaltungsanordnung zu dessen BetriebInfo
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Description
15
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement zur steuerbaren Dämpfung hochfrequenter Signale.
Werden Rundfunk- und Fernsehempfänger in der Nähe starker Sender betrieben, so können Eingangsspannungen in der Größenordnung von ! V auftreten.
Derart starke hochfrequente Signale kennen von Regeltransistoren im Eingangskreis des Empfängers
nicht verzerrungsfrei verarbeitet werden, so daß Kreuzmodulation und Modulationsverzerrungen auftreten.
Um die Großsignaleigenschaften von Empfängern zu verbessern, ist es bereits bekannt, ein — vorzugsweise
vor dem ersten Transistor im Empfänger angeordnetes — Netzwerk aus PIN-Dioden zu verwenden (Hewlett-Packard, Application Note 912). Als PIN-Dioden
werden solche Dioden bezeichnet welche zwischen ihrem P-Ieitenden und N-Ieitenden Gebiet ein (als
!-leitend bezeichnetes) eigenleitendes Gebiet besitzen. Die bekannten PIN-Dioden-Netzwerke sind jedoch
relativ aufwendig. Um die notwendige Dämpfung erreichen zu können, bestehen derartige Netzwerke in
der Regel aus drei einzelnen PIN-Dioden. Wolke man ein solches Netzwerk als monolithisch integrierte
Schaltung !.erstellen, so müßte jede PIN-Diode in einer
Isolationsinsel angeordnet werden. Da aber eine PIN-Diode ein sehr dickes (etwa 100 μη) und sehr
hochohmiges (größer 1000 Ohm ■ cm) Gebiet enthält, müßten zur Herstellung dieser Isolationsinseln sehr tiefe
Isolationsdiffusionen durchgeführt werden. Bei derartigen Diffusionen wird die Lebensdauer der Ladungsträger im Halbleiterkörper aufgrund der langen Erwärmung unzulässig reduziert Weiterhin wird auch das
Großsignalverhalten der PIN-Dioden schlecht Aufgrund von unerwünschten lateralen Diffusionen wird so
darüber hinaus die notwendige Räche sehr groß. Schließlich ist auch die große kapazitive Belastung über
die isolierenden PN-Obergänge und der relativ große Serienwiderstand der PIN-Dioden nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement zur steuerbaren Dämpfung hochfrequenter Signale anzugeben, bei dem die Nachteile
der vorstehend genannten bekannten Halbleiterschaltungsanordnung vermieden werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Halbleiterbauelement μ
erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der scheibenförmige Halbleiterkörper des einen, ersten Leitungstyps
und niedriger Dotierungskonzentration, eine erste, eine zweite und eine dritte an die eine, erste Scheibenoberfläche grenzende Halbleiterzone des zweiten, zum es
ersten entgegengesetzten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentratk λ aufweist, daß der scheibenförmige Halbleiterkörper an der zweiten, der ersten
Scheibenoberfläche gegenüberliegenden Scheibenoberfläche sowie die erste, die zweite und die diine
Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration mit je einer Kontaktelektrode
ohmisch kontaktiert sind, daß das zu dämpfende hochfrequente Signal der Kontaktelektrode an der
ersten Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration zugeführt und das
gedämpfte hochfrequente Signal an der Kontaktelektrode an der dritten Halbleiterzone des zweiten
Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration abgenommen wird, daß an der Kontaktelektrode an der
ersten und an der dritten Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration ein
erstes, gekoppeltes Steuersignal und an der Kontaktelektrode an der zweiten Halbleiterzone des zweiten
Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration ein zweites Steuersignal zugeführt werden, und die
Kontaktelektrode an der zweiten Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hoher D- tierungskonzentratson über eine das zu dämpfende hochfrequente Signa!
leitende Verbindung sowie die Kontaktelektrode an der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen
Halbleiterkörpers über eine das zu dämpfende hochfrequente Signal nicht leitende Verbindung an Masse
angeschlossen werden.
Das vorstehend definierte Halbleiterbauelement besitzt insbesondere den Vorteil, daß aufwendige
Herstellungsschritte zur Schaffung vcn Isolationsinseln, wie sie oben im Zusammenhang mit der Herstellung von
PIN-Dioden-Netzwerken erläutert wurden, nicht erforderlich sind. In seiner Grundform ist ein solches
Halbleiterbauelement durch lediglich zwei Diffusionsprozesse herstellbar.
Es ist zwar aus »Solid State Electronics«, 1967, Bd. 10,
Seiten 225 bis 234 bekannt bei Halbleiterbauelementen mit einem scheibenförmigen Halbleiterkörper des
ersten Leitungstyps drei an die eine Scheibenoberfläche grenzende Halbleiterzonen des anderen Leitungstyps
und an der dieser ersten Scheibenoberfläche gegenüberliegenden Scheibenoberfläche eine Kontaktelektrode
vorzusehen. Diese Halbleiterbauelemente sind sogenannte laterale Transistoren, welche jedoch für die
steuerbare Dämpfung hochfrequente Signale nicht geeignet sind, weil es sich um verstärkende Halbleiterbauelemente handelt Sie stellen also gerade das
Gegenteil von dämpfenden Halbleiterbauelementen dar.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft die Schaltungsanordnung zum Betrieb des Halbleiterbauelementes nach der Erfindung und besteht darin, daß
zwischen der Kontaktelektrode an der ersten HaIbleitenone des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration und der Kontaktelektrode an der
zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers sowie zwischen der Kontaktelektrode an der dritten Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hober Dotierungskonzentration und der
Kontaktelektrode an der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers ein erstes
Steuersignal eingespeist wird, das in seiner Amplitude und Polarität derart veränderbar ist daß es für minimale
Dämpfung einen Wert besitzt bei dem die durch die erste und dritte Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hoher i2otierungskonzentration und dem
scheibenförmigen Halbleiterkörper gebildeten PN-Obergänge einen Strom in Durchlaßrichtung führen,
und für zunehmende Dämpfung bis zur maximalen
Dämpfung auf einen Wert abnimmt, bei dem diese PN-Übergänge keinen Strom führen, und daß zwischen
der über eine das zu dämpfende hochfrequente Signal leitende Verbindung an Masse angeschlossenen Kontaktelektroden
an der zweiten Halbleiterzone des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration
und der Kontaktelektrode an der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers
ein zweites Steuersignal eingespeist wird, das in seiner Amplitude und Polarität derart veränderbar ist,
daß es für minimale Dämpfung einen Wert besitzt, bei dem der durch die zweite Halbleiterzone des zweiten
Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration und den scheibenförmigen Halbleiterkörper gebildete PN-Übergang
keinen Strom führt, und für zunehmende Dämpfung bis zur maximalen Dämpfung auf einen Wert
zunimmt, bei dem dieser PN-Übergang einen Strom in Flußrichtung führt.
Ausgestaltungen des Halbleiterbauelements nach der Erfindung bzw. der Schaltungsanordnung nach der
Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6,8 und 9 gekennzeichnet.
Das Halbleiterbauelememt nach der Erfindung und die Schaltungsanordnung zu seinem Oetrieb werden
nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. I eine Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes
nach der Erfindung;
F i g. 2 eine zweite Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes nach der Erfindung;
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes
nach der Erfindung;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung
zum Betrieb des Halbleiterbauelementes nach der Erfindung und
Fig. 5 eine Abwandlung eines Teils der Schaltungsanordnung
nach F i g. 4.
Bei der Ausführungsform des Halbleiterbauelementes nach F i g. 1 sind in einem scheibenförmigen Halbleiterkörper
I^ des einen, ersten Leitungstyps und niedriger Dotierungskonzentration der beispielsweise ein
schwach N-Ieitender Siücium-Einkristall mit einer
Phosphor-Dotierungskonzentration von etwa 1012 cm-1
sein kann, an eine erste obere Scheibenoberfläche angrenzend, drei hochdotierte P-Ieitende Halbleiterzonen
4, 5 und 6 des zweiten, zum ersten entgegengesetzten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration
vorhanden, welche beispielsweise durch eine Bor-Diffusion mit einer Konzentration von etwa 5 χ 1O20Cm-3
hergestellt werden können. An der der ersten gegenüberliegenden zweiten Scheibenoberfläche des
Halbleiterkörpers 1 ist eine an die zweite Scheibenoberfläche grenzende, stark dotierte N-leitende vierte
Halbleiterzone 3 des ersten Leilungstyps und starker Dotierungskonzentration ganzflächig über den Halbleiterkörper
i verteilt vorhanden, welche beispielsweise durch eine Phosphor-Diffusion mit einer Konzentration
von etwa 3 χ 1020Cm-3 hergestellt werden kann. Bei
dieser Zonenanordnung verbleibt zwischen den drei Zonen 4, 5 und 6 sowie der vierten Zone 3 ein schwach
leitendes Gebiet 2 des Ausgangs-Halbleiterkörpers 1.
Die Zonen 4,5 und 6 sind mit den Kontaktelektroden 7,8 und 9 und diese mit Zuleitungen versehen, welche zu
den Anschlußklemmen 10, 11 und 12 führen. Entsprechend ist die Zone 3 bei dieser Ausführungsform
ganzflächig mit einer Kontaktelektrode J3 versehen, welche über eine Zuleitung an einer Anschlußklemme
14 liegt.
Vorzugsweise sind die Zonen 4,5 und 6 an der erstei
Scheibenoberfläche in einer Reihe zueinander ausge richtet angeordnet.
Bei der in der Fig.2 dargestellten AusfUhrungsforn
■"> des Halbleiterbauelementes nach der Erfindung is
neben der ersten Zone 4 eine fünfte Zone 15 des erstei Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration vor
gesehen, die durch eine Kontaktelektrode 16 kontak tiert wird. Diese ist Ober eine Zuleitung zu eine
to Anschlußklemme 17 geführt Diese vorzugsweise, abe
nicht notwendig stark N-Ieitende Zone 15 kam beispielsweise durch Phosphor-Diffusion mit eine
Konzentration von 3 χ 1020Cm ' hergestellt werder
Im übrigen entspricht diese Ausfürrungsform de
!"» Ausführungsform nach Fig. 1, wobei gleiche Teile mi
gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Die fünfte Zone 15 ist bei dieser Ausführungsforn nicht unbedingt erforderlich; vielmehr kann die Zone I!
fehlen und an dieser Stelle lediglich die Kontaktelektro
-'<i de 16 vorhanden sein.
Bei der Ausführungsform des Halbleiterbauelemente nach Fig. 3 ist eine der fünften Zone 15 in de
Ausführungsform nach F i g. 2 entsprechende Zone 31! benachbart der ersten Zone 4 auf der dieser Zone ·
-'"' gegenüberliegenden zweiten Scheibenoberfläche de
Halbleiterkörpers | vorgesehen. Diese Zone 315 ist mi einer Kontaktelektrode 316 versehen, die über eim
Zuleitung an einer Anschlußklemme 317 liegt. Bei diese Ausführuitgsform nimmt eine der Zone 3 nach dei
»' F i g. I und 2 entsprechende Zone 33 lediglich einen Tei
der zweiten Scheibenoberfläche des Halbleiterkörpers ein. Entsprechende Abmessungen weist daher auch dii
für diese Zone 33 vorgesehene Kontaktelektrode 3K auf, welche über eine Zuleitung an einer Anschlußklem
t'i me 314 liegt.
Auch bei dieser Ausführungsform ist die Zone 31! nicht unbedingt erforderlich; sie kann vielmehr fehler
und an dieser Stelle lediglich die Kontaktelektrode 31( vorhanden sein.
■"> Anhand einer in Fig.4 dargestellten Ausführungs
form einer Schaltungsanordnung zum Betrieb de:
Halbleiterbauelementes nach der Erfindung wird in folgenden dessen Wirkungsweise erläutert.
Bei dieser Schaltungsanordnung wird ein zu dämpfen
■»">
des hochfrequentes Eingangssignal an einer Eingangs klemme 40 eingespeist und über eine Kcppelkapazitä
4J auf die erste Zone 4 gegeben. Diese Zone 4 lieg weiterhin über einen Widerstand 45 an einer Steuersi
gnalquelle, welche ihrerseits an einer Klemme 44 unc Masse angekoppelt ist. Entsprechend liegt auch dif
dritte Zone 5 über einen Widerstand 46 an di'sei Steuersignalquelle. Das gedämpfte Ausgangssignai wire
über eine Koppelkapazität 51 an einer Ausgangskiem me 50 abgenommen. Die zweite Zone 6 liegt über einet
Widerstand 48 an einer weiteren Steuersignalquelle welche ihrerseits zwischen einer Klemme 47 und Massf
angekoppelt ist Eine an Masse geschaltete Kapazität 4? bildet dabei eine das Eingangssignal leitende Verbin
dung von der Steuerzone 6 zur Masse. Die Kontaktelek
trode 13 — und entsprechend die Kontaktelektrode 31; bei der Ausführungsform nach F i g. 3 — liegt Ober ein«
das Eingangssignal nicht leitende Verbindung in Forn
einer Drossel 52 an Masse.
Die Wirkungsweise des Halbleiterbauelementes in Betrieb einer Schaltung nach F i g. 4 ist nun die folgende
I·-* Jl-a Γ1 * -ι ι -ι ι ι. —— -I—.— *r%
Jt j „._l_l»_ _;_.
i3i uic otcuci spannung tui uci iviciiiiiic τ*», wciiaic; cim
Gleichspannnung oder eine Wechselspannung mi
gegenüber der Signalfrequenz sehr kleiner Frequeni
sein kann, in bezug auf Masse positiv, so sind die durch die erste und dritte Zone 4 und 5 mit dem Gebiet 2 des
Halbleiterkörpers 1 gebildeten PN-Übergänge bei den oben angegebenen Leitungstypen dieser Zonen in
Durchlaßrichtung vorgespannt. Daher fließen aus den Zonen 4 und 5 über die PN-Übergänge Löcher in das
Gebiet 2. Entsprechend fließen aus der hochdotierten Zont. J Elektronen in das Gebiet 2. Da dieses Gebiet 2,
wie oben angegeben, gegenüber den Zonen 3, 4 und 5 schwach dotiert ist, ist die Dichte der aus diesen Zonen
über die PN-Übergänge injizierten Ladungsträger sehr viel größer als die Dichte der Dotierungsatome im
Gebiet 2. Daher ist der differentielle Widerstand zwischen den Zonen 4 bzw. 5 und 3 im Vergleich zu dem
Zustand bei fehlendem Steuersignal an der Klemme 44 um mehrere Zehnerpotenzen kleiner.
Liegt daher gleichzeitig an der Klemme 47 die Spannung Null bzw. eine negative Spannung, so fließt
gebildeten PN-Übergang kein Strom in Flußrichtung.
Bei diesem Zustand geringen differentiellen Widerstandes in der Zone 2 kann das hochfrequente
Eingangssignal an der Eingangsklemme 40 über die von den Zonen 4 und 5 gebildeten, in Durchlaßrichtung
vorgespannten PN-Übergänge zur Ausgangsklemme 50 fließen. In diesem Zustand ist also keine wesentliche
Dämpfung (die Dämpfung ist z. B. kleiner als 1 dB) vorhanden.
Liegt andererseits an der Klemme 44 in bezug auf Masse die Spannung Null bzw. eine negative Spannung,
so fl.c-ßt über die durch die Zonen 4 und 5 mit dem
Gebiet 2 gebildeten PN-Übergänge kein Strom in Flußrichtung. Liegt dabei gleichzeitig an der Klemme 47
in bezug auf Masse eine positive Steuerspannung, so ist der durch die zweite Zone 6 und das Gebiet 2 gebildete
PN-Übergang in Durchlaßrichtung vorgespannt. Es werden daher Löcher aus der zweiten Zone 6 und
Elektronen aus der Zone 5 in das Gebiet 2 injiziert, so daß der differentielle Widerstand der Strecke zwischen
der zweiten Zone 6 und der Zone 3 sehr gering wird (beispielsweise etwa 5 Ohm bei einem Steuerstrom von
10 mA). Da der durch die erste Zone 4 und das Gebiet 2
gebildete PN-Übergang in diesem Zustand nicht in Flußrichtung vorgespannt ist, kann das an der
Eingangsklemme 40 eingespeiste hochfrequente Eingangssignal nur über die relativ kleine Sperrschichtkapazität
dieses PN-Übergangs (z. B. etwa 03 pF) von der ersten Zone 4 zur dritten Zone 5 gelangen. Da jedoch
die Strecke zwischen der zweiten Zone 6 und der vierten Zone 3 leitend ist und da die zweite Zone 6
hochfrequenzmäßig über die Kapazität 49 an Masse liegt, wird das hochfrequente Eingangssignal nahezu
vollständig nach Masse abgeleitet Der an der vierten Zone 3 verbleibende kleine Signalspannungsrest kann
dabei nur die aber die kleine Sperrschichtkapazität des durch die dritte Zone 5 und das Gebiet 2 gebildeten
PN-Überganges an die Ausgangsklemme 50 gelangen, wobei das Signal weiterhin gedämpft wird.
Die mit einem derartigen Halbleiterbauelement erreichbaren Dämpfungen liegen beispielsweise für eine
Frequenz von 800MHz über 4OdB und steigen in
Richtung auf tiefere Frequenzen weiter an.
Um Zwischenwerte der Dämpfung zu erhalten, werden die oben genannten Steuersignale kontinuierlich zwischen den Extremwerten verändert. In Empfängern geschieht diese Veränderung automatisch, wobei
das Halbleiterbauelement als Stellglied des Regelkreises verwendet wird.
Die zweite Zone 6 besitzt den weiteren Vorteil, daß sie eine Abschirmung zwischen der ersten Zone 4 und
der dritten Zone 5 darstellt, wodurch eine unerwünschte Durchgriffskapazität zwischen den Klemmen 10 und 11
vermieden bzw. verringert wird. Die Zonen 4, 5 und 6 müssen in ihren Abmessungen nicht gleich sein.
Insbesondere kann die Fläche der zweiten Zone 6 größer sein, wodurch das Eingangssignal über einen
kleinen Widerstand nach Masse abfließen kann.
to Bei der soweit beschriebenen Wirkungsweise des Halbleiterbauelementes kann bei großen Dämpfungen
eine Fehlanpassung an eine an die Eingangsklemme 40 angekoppelte (nicht dargestellte) Eingangsleitung auftreten.
Um derartige Fehlanpassungen zu vermeiden, sind bei den Ausführungsformen des Halbleiterbauelementes
nach den F i g. 2 und 3 die fünfte Zone 15 bzw. 315 vorgesehen. Diese Zonen sind, wie oben schon
erläutert, im Vergleich zum Gebiet 2 des HalbleiterkörpGT5 J^ iiOCiiuOiiCri.
in die Schaltung nach F i g. 4 ist nun die Ausführungsform des Halbleiterbauelementes nach Fig. 2 eingeschaltet.
Es ist jedoch zu bemerken, daß bei Einschaltung der Ausführungsform des Halbleiterbauelementes
nach F i g. 3 in die Schaltung nach F i g. 4 hinsichtlich der vorgenannten Anpassung die gleiche Wirkung erzielt
wird.
Bei großen Dämpfungen liegt an der Klemme 44 in bezug auf Masse die Steuerspannung Null bzw. eine
negative Steuerspannung, an der Klemme 47 in bezug auf Masse eine positive Steuerspannung und an einer
mit der Klemme 17 des Halbleiterbauelementes verbundenen Klemme 42 eine negative Steuerspannung.
Weiterhin liegt die Zone 15 hochfrequenzmäßig auf Masse. Ein bei dieser Potentialverteilung über die erste
Zone 4 fließender Steuerstrom fließt also bei großen Dämpfungen über die fünfte Zone 15 ab. Der zwischen
den Klemmen 10 und 17 fließende Steuerstrom kann nun so gewählt werden, daß der differentielle Widerstand
für die das Eingangssignal zwischen diesen Klemmen etwa gleich dem Wellenwiderstand der an die
Eingangsklemme 40 angekoppelten Signal-Leitung ist. Damit werden Reflexionen des Eingangssignals verhindert.
Beginnt bei kleinerer Dämpfung Steuerstrom zwisehen der ersten Zone 4 und der zweiten Zone 5 zu
fließen, so wird der Steuerstrom zwischen den Zonen 4 und 15 so verringert, daß der resultierende Eingangswiderstand
des Halbleiterbauelements näherungsweise gleich dem Wellenwiderstand der Eingangsleitung ist. !n
Richtung kleinerer Dämpfungen geht der Steuerstrom zwischen der Zone 4 und der Zone 15 gegen Null.
Es sei bemerkt, daß die Potentiale an den Klemmen 42. 44 und 47. welche in Fig.4 für den Betrieb bei
geringer Dämpfung (und für den Betrieb bei großer Dämpfung) eingetragen sind, nicht unbedingt diese
Verteilung besitzen müssen. Beispielsweise können anstelle der Steuerspannung Null auch negative
Spannungen angelegt werden. Wesentlich ist lediglich, daß für die verschiedenen angegebenen Betriebszustän de mit unterschiedlichen Dämpfungen die Potential
differenzen vorhanden sind, welche zu der angegebenen
Stromverteilung an den verschiedenen PN-Übergängen führen.
Ist der differentielle Widerstand zwischen der ersten Zone 4 und der fünften Zone 15 bzw. bei der
Ausführungsform nach F i g. 3 der Zone 315 bei größtem zwischen diesen Zonen fließenden Steuerstrom kleiner
als der Wellenwiderstand einer an die Eingangsklemme
40 angekoppelten Eingangsleitung, so kann nach einer Ausgestaltung der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 5
in der von der Klemme 42 zur fünften Zone 15 führenden Leitungsverbindung ein Anpassungswiderstand
43 eingeschaltet werden.
Anstelle eines einzigen Halbleiterbauelementes können auch mehrere Halbleiterbauelemente nach dem
vorstehend '-eschriebenen Ausführungsbeispielen in
einem scheibenförmigen Halbleiterkörper angeordnet werden, die im Bedarfsfalle zur Erhöhung der
Dämpfung in Reihe geschadet sein können. Es ist
10
weiterhin nicht unbedingt erforderlich, im Halbleiterbauelement dit hochdotierte Zone 3 bzw. 33 vorzusehen.
Bei einer AusfUhrungsform nach F i g. 1 ist dann die Kontaktelektrode 13 direkt auf dem Gebiet 2 des
Halbleiterkörpers i angebracht. Schließlich körnen beispielsweise auch die passiven, dia Beschattung 'es
Halbleiterbauelementes nach Fig.4 bildenden Schaltungselemente
in dem Halbleiterkörper 1 selbst gebildet, d. h. als integrierte Schaltungselemente ausgeführt
sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Halbleiterbauelement zur steuerbaren Dämpfung hochfrequenter Signale, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Halb-
leiterkörper (1) des einen, ersten Leitungstyps und
niedriger Dotierungskonzentration, eine erste, eine zweite und eine dritte an die eine, erste Scheibenoberfläche grenzende Halbleiterzone (4, 5, 6) des
zweiten, zum ersten entgegengesetzten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration aufweist,
daß der scheibenförmige Halbleiterkörper (1) an der zweiten, der ersten Scheibenoberfläche gegenüberliegenden Scheibenoberfläche sowie die erste, die
zweite und die dritte Halbleiterzone (4, 5, 6) des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration mit je einer Kontaktelektrode (7, 8, 9, 13;
313) ohmisch kontaktiert sind, daß das zu dämpfende hochfrequente Signal der Kontaktelektrode (7) an
der ersten Halbleiterzone (4) des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration zugeführt
und das gekämpfte hochfrequente Signal an der Kontaktelektrode (8) an der dritten Halbleiterzone
(5) des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration abgenommen wird, daß an der
Kontaktelektrode (7 bzw. 8) an der ersten und an der dritten Halbleiterzone (4 bzw. 5) des zweiten
Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration ein erstes, gekoppeltes Steuersignal und an der
Kontaktelektrode (9) an der zweiten Halbleiterzone J0
(6) des zwe'''.n Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration ein zweites Steuersignal zugeführt
werden, und die Kontaktelektrode (9) an der zweiten Halbleiterzone (6) des ^iweitrn Leitungstyps und
hoher Dotierungskonzentration über eine das zu dämpfende hochfrequente Signal leitende Verbindung (49) sowie die Kontaktelektrode (13; 313) an
der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers (1) über eine das zu
dämpfende hochfrequente Signal nicht leitende Verbindung (52) aft Masse angeschlossen werden.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Halbleiterkörper (I) eine an die zweite Scheibenoberfläche grenzende vierte Halbleiterzone (3; 33) des 4^
ersten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration aufweist, an der die ohmsche Kontaktelektrode (13; 313) an dem scheibenförmigen Halbleiterkörper (D angebracht ist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, w
dadurch gekennzeichnet, daß der scheibenförmige Halbleiterkörper (1) an der ersten oder an der
zweiten Scheibenoberfläche und benachbart zu der ersten Halbleiterzone (4) des zweiten Leitungstyps
und hoher Dotierungskonzentration von einer weiteren ohmschen Kontaktelektrode (16; 316)
kontaktiert ist.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des scheibenförmigen Halbleiterkörpers Q) an dem die weitere
ohmsche Kontaktelektrode (16; 316) angebracht ist, aus einer, fünften Halbleiterzone (15;315) des ersten
Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration besteht
5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste,
die zweite und die dritte Halbleiterzone (4,5,6) des
zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration an der ersten Scheibenoberfläche in einer
Reihe zueinander ausgerichtet angeordnet sind.
6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste,
die zweite und die dritte Halbleiterzone (4,5,6) des
zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration und die fünfte Halbleiterzone (15) des ersten
Leitiingstyps und hoher Dotierungskonzentration an der ersten Scheibenoberfläche in einer Reihe
zueinander ausgerichtet angeordnet sind.
7. Schaltungsanordnung zum Betrieb des HaIbleiterbaueiementes zur Dämpfung hochfrequenter
Signale nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kontaktelektrode
(7) an der ersten Halbleiterzone (4) des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration
und der Kontaktelektrode (13) an der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers (1) sowie zwischen der Kontaktelektrode (8) an der dritten Halbleiterzone (5) des
zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration und der Kontaktelektrode (13) an der
zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers (1) ein erstes Steuersignal eingespeist wird, das in seiner Amplitude und Polarität
derart veränderbar ist, daß es für minimale Dämpfung einen Wert besitzt, bei dem die durch die
erste und die dritte Halbleiterzone (4,5) des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration
und dem scheibenförmigen Halbleiterkörper (1) gebildeten PN-Obergänge einen Strom in Durchlaßrichtung führen, und für zunehmende Dämpfung bis
zur maximalen Dämpfung auf einen Wert abnimmt, bei dem diese PN-Übergänge keinen Strom führen,
und daß zwischen der über eine das zu dämpfende hochfrequente Signal leitende Verbindung (49) an
Masse angeschlossenen Kontaktelektrode (9) an der zweiten Halbleiterzone (6) des zweiten Leitungstyps
und hoher Dotierungskonzeknuion und der Kontaktelektrode (13) an der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers (Jj ein
zweites Steuersignal eingespeist wird, das in seiner Amplitude und Polarität derart veränderbar ist, daß
es für minimale Dämpfung einen Wert besitzt, bei dem der durch die zweite Halbleiterzone (5) des
zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration und den scheibenförmigen Halbleiterkörper
(!) gebildete PN-Übergang keinen Strom führt, und für zunehmende Dämpfung bis zur maximalen
Dämpfung auf einen Wert zunimmt, bei dem dieser PN-Übergang einen Strom in Flußrichtung führt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der weiteren ohmschen Kontaktelektrode (16; 316) an dem scheibenförmigen Halbleiterkörper (JJ und der ohmschen
Kontaktelektrode (13) an der zweiten Scheibenoberfläche des scheibenförmigen Halbleiterkörpers (1)
ein drittes Steuersignal eingespeist wird, das in seiner Amplitude und Polarität derart veränderbar
ist, daß bei großer Dämpfung zwischen der ersten Halbleiterzone (4) des zweiten Leitungstyps und
hoher Dotierungskonzentration und der weiteren ohmschen Kontaktelektrode (16; 316) an dem
scheibenförmigen Halbleiterkörper (1) eine Potentialdifferenz entsteht, bei der der differentielle
Widerstand zwischen der ersten Halbleiterzone (4) des zweiten Leitungstyps und hoher Dotierungskonzentration und der weiteren ohmschen Kontaktelek-
trade (16; 316) an dem scheibenförmigen Halbleiterkörper (i) an den Weilenwiderstand der an die
Kontaktelektrode (7) an der ersten Halbleiterzone (4) des zweiten Leitungstyps und hohen Dotierungskonzentration geführten Eingangsleitung angepaßt
ist
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung zu der
weiteren ohmschen Kontaktelektrode (16; 316) an dem scheibenförmigen Halbleiterkörper (X), über die ι ο
dieser das dritte Steuersignal zugeführt wird, ein Anpassungswiderstand (43) liegt
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2203247A DE2203247C3 (de) | 1972-01-24 | 1972-01-24 | Halbleiterbauelement mit steuerbarer Dämpfung sowie Schaltungsanordnung zu dessen Betrieb |
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| CH1708172A CH551717A (de) | 1972-01-24 | 1972-11-23 | Integriertes daempfungsglied sowie verfahren zum betrieb dieses daempfungsgliedes. |
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Applications Claiming Priority (1)
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