NL8006828A - SEMICONDUCTOR DEVICE FOR LIMITING HIGH-FREQUENCY ELECTRICAL POWER. - Google Patents
SEMICONDUCTOR DEVICE FOR LIMITING HIGH-FREQUENCY ELECTRICAL POWER. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8006828A NL8006828A NL8006828A NL8006828A NL8006828A NL 8006828 A NL8006828 A NL 8006828A NL 8006828 A NL8006828 A NL 8006828A NL 8006828 A NL8006828 A NL 8006828A NL 8006828 A NL8006828 A NL 8006828A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- semiconductor device
- diodes
- semiconductor layer
- semiconductor
- voltage
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 39
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 title claims description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/8611—Planar PN junction diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/08—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
- H01L27/0814—Diodes only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G11/00—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general
- H03G11/02—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general by means of diodes
- H03G11/025—Limiting amplitude; Limiting rate of change of amplitude ; Clipping in general by means of diodes in circuits having distributed constants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
* EHF 79.599 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.* EHF 79,599 1 N.V. Philips' Incandescent lamp factories in Eindhoven.
"Halfgeleiderinrichting voor het begrenzen van hoogfrequent electrisch vermogen"."Semiconductor device for limiting high-frequency electrical power".
De uitvinding betreft een halfgeleiderinrichting voor het begrenzen van hoogfrequent electrisch vermogen, bevattende een qp een dragerlichaam aangebrachte eenkristallijne halfgeleider laag van één ge-leidingstype, waarop naast elkaar twee dioden zijn aangebracht die tus-5 sen twee aansluitgeleiders in serie en tegengesteld zijn geschakeld. De uitvinding heeft betrekking op het gebied van de electronische inrichtingen en kan bijvoorbeeld worden toegepast ter bescherming van de in-gangstrap van ontvangers, met name in radarontvangers, waarbij de in-gangstransistor beschadigd kan worden door pulsen met een groot vermogen.The invention relates to a semiconductor device for limiting high-frequency electric power, comprising a monocrystalline semiconductor layer of one conductor type arranged on a carrier body, on which two diodes are arranged next to each other and are connected in series and in opposite directions. The invention relates to the field of electronic devices and can be used, for example, to protect the input stage of receivers, especially in radar receivers, where the input transistor can be damaged by high power pulses.
10 Vermogensbegrenzers volgens de bekende techniek bestaan in tal van uitvoeringen, waaronder gasontlaöingsbuisbegrenzers en magnetische begrenzers. Laatstgenoemde zijn zwaar en nonen veel ruimte in beslag terwijl eerstgenoemde ook veel ruimte in beslag nemen maar vooral een te lange ontstekingstijd hebben voor vele toepassingen.Prior art power limiters exist in a variety of embodiments, including gas discharge tube restrictors and magnetic limiters. The latter are heavy and take up a lot of space while the former also take up a lot of space, but above all have a too long ignition time for many applications.
15 Halfgeleiderbegrenzers hebben het voordeel dat zij een zéke re miniaturisatie met zich meebrengen, en bestaan in verschillende uitvoeringsvormen. Daarbij treden in PIN diodebegrenzers relatief grote verliezen op die een nadelige invloed hebben met betrekking tot de ruis van de ontvanger. Teneinde dit nadeel te vermijden, verdient het de voorkeur 20 pn-overgangsdioden of volgens een bepaald patroon geschakelde Schottky dioden te gebruiken.Semiconductor limiters have the advantage of involving such miniaturization and exist in various embodiments. In addition, relatively large losses occur in PIN diode limiters, which adversely affect the noise of the receiver. In order to avoid this drawback, it is preferable to use 20 pn transition diodes or Schottky diodes switched according to a specific pattern.
Uit het tijdschrift "Electronique implications", Nr. 7, blz. 93-96, is een vermogensbegrenzer bekend die twee in serie en tegengesteld geschakelde zenerdioden omvat en parallel met de ingang van een 25 ontvanger is geschakeld. Deze schakeling heeft echter enige nadelen, waaronder in het bijzonder het feit dat hij aan de ingang van genoemde ontvanger verliezen veroorzaakt doordat hij een zéker vermogen opneemt.From the magazine "Electronique implications", Nr. 7, pp. 93-96, a power limiter is known which comprises two serially and oppositely connected zener diodes and which is connected in parallel with the input of a receiver. However, this circuit has some drawbacks, including in particular the fact that it causes losses at the input of said receiver because it absorbs a certain power.
De uitvinding beoogt bovengenoemde nadelen op te heffen of althans te verminderen door een vermogensbegrenzer aan te geven met klei-30 ne afmetingen, die geen al te grote verliezen veroorzaakt.The object of the invention is to eliminate or at least reduce the above-mentioned drawbacks by designating a power limiter with small dimensions, which does not cause excessive losses.
De uitvinding heeft het kenmerk, dat het dragerlichaam electrisch praktisch isolerend is en dat de dikte en de doteringsconcentratie van de halfgeleiderlaag zo gering zijn, dat bij het aanleggen van een 8006828 PHF 79.599 2 ----spanning tussen de aansluitgeleiders de uitputtingszane van de in de keerrichting staande diode zich reeds bij een spanning die lager is dan de doorslagspanning over de gehele dikte van de halfgeleiderlaag uitstrekt.The invention is characterized in that the carrier body is electrically practically insulating and in that the thickness and the doping concentration of the semiconductor layer are so small that when a voltage is applied between the connection conductors, 8006828 PHF 79.599 2. the reverse diode already extends at a voltage lower than the breakdown voltage over the entire thickness of the semiconductor layer.
De uitvinding zal nu nader warden beschreven aan de hand van 5 de tekening, waarin - figuur 1 schematisch in dwarsdoorsnede een halfgeleider inrichting volgens de uitvinding toont, - figuur 2 in bovenaanzicht een andere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding toont, 10 - figuur 3 een schakeling met een halfgeleiderinrichting vol gens de uitvinding toont, - figuur 4 een andere uitvoeringsvorm van een schakeling volgens figuur 3 toont en - figuur 5 een krorme toont die de variatie C = f (V) van de 15 capaciteit weergeeft als functie van de aan de kleumen van de inrichting volgens de uitvinding aangelegde spanning.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which - figure 1 shows a schematic cross-section of a semiconductor device according to the invention, - figure 2 shows a top view of another embodiment of a semiconductor device according to the invention, - figure 3 shows a circuit with a semiconductor device according to the invention, - figure 4 shows another embodiment of a circuit according to figure 3 and - figure 5 shows a curve showing the variation C = f (V) of the capacitance as a function of the voltage applied to the columns of the device according to the invention.
De halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding bevat twee dioden, in dit voorbeeld van het planaire type, die op resp. in een relatief dunne halfgeleiderlaag 2 zijn aangebracht, waarbij deze laag 2 op 20 een praktisch isolerend substraat 1 rust. Een halfgeleidermateriaal dat geschikt is voor de vervaardiging van een dergelijke inrichting, is bijvoorbeeld gallium arsenide. Dit materiaal heeft namelijk voordelen zowel met betrekking tot de electrische eigenschappen (hoge doorslagspanning) en de electronische eigenschappen (grote beweeglijkheid van de ladings-25 dragers), en kan praktisch isolerend worden gemaakt (zogenaamd half isolerend galliumarsenide). Deze dioden worden vervaardigd dear op een isolerend of half isolerend substraat, bijvoorbeeld van met chroom gedoteerd gallium arsenide, een eerste laag 2, van bijvoorbeeld N-type galliumarsenide en twee laagdelen 3 te laten aangroeien, welke laagdelen hetzij 30 uit galliumarsenide van het tegengestelde geleidingstype, in dit geval dus het P type, kunnen bestaan, zoals het geval is bij de vervaardiging van pn-dioden, hetzij van metaal, bijvoorbeeld aluminium,. hetgeen van toepassing is bij de vervaardiging van Schottky dioden. Opgemerkt wordt dat het isolerend substraat eventueel kan worden vervangen door een gedo-35 teerd materiaal, dat echter kunstmatig door een bijvoorbeeld qp de onderzijde van de inrichting gelegen P-N of Schottky overgang is verarmd.The semiconductor device according to the invention comprises two diodes, in this example of the planar type, which are resp. are provided in a relatively thin semiconductor layer 2, this layer 2 resting on a practically insulating substrate 1. A semiconductor material suitable for the manufacture of such a device is, for example, gallium arsenide. Namely, this material has advantages both with regard to the electrical properties (high breakdown voltage) and the electronic properties (high mobility of the charge carriers), and can be made practically insulating (so-called semi-insulating gallium arsenide). These diodes are manufactured to grow on an insulating or semi-insulating substrate, for example, of chromium-doped gallium arsenide, a first layer 2, of, for example, N-type gallium arsenide and two layer parts 3, which layer parts either of gallium arsenide of the opposite conductivity type , in this case therefore the P type, may exist, as is the case in the manufacture of pn diodes, either of metal, for example aluminum. which is applicable in the manufacture of Schottky diodes. It is noted that the insulating substrate can optionally be replaced by a doped material, which, however, is artificially depleted by a P-N or Schottky transition located for example on the underside of the device.
Daar de werkwijze voor de vervaardiging van de inrichting niet tot de - uitvinding behoort, wordt deze hier niet nader beschreven; de vakman kan '8 0 0 6 8 2 8 1 ^ * PHF 79.599 3 ---hiervoor gebruik maken van algemeen toegepaste technieken.Since the method of manufacturing the device is not part of the invention, it is not described here in more detail; the person skilled in the art can use generally applied techniques for this purpose.
Volgens een in bovenaanzicht in figuur 2 weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding, grijpen de dioden in elkaar zodat hun oppervlakken worden vergroot en de parasitaire weerstand tussen de dioden naar S evenredigheid wordt verlaagd. Volgens deze uitvoeringsvorm wordt op een praktisch isolerend substraat 1' (van .bijvoorbeeld GaAs) eerst in het middengedeelte een eerste halfgeleidende laag 2' (van bijvoorbeeld n type GaAs), en vervolgens in de vorm van twee ter hoogte van de eerste middenlaag 2' in elkaar grijpende zones een tweede laag 3' (van metaal of van 10 een tegengesteld geleidingstype) aangebracht. De ingangs- en uitgangsaan-sluitingen zijn in de figuur met een s aangegeven.According to an embodiment of the invention shown in top view in Figure 2, the diodes interlock so that their surfaces are increased and the parasitic resistance between the diodes is reduced to S proportionally. According to this embodiment, on a practical insulating substrate 1 '(of, for example, GaAs), a first semiconductive layer 2' (of, for example, n type GaAs) is first formed in the middle part, and then in the form of two at the level of the first middle layer 2 '. in interlocking zones a second layer 3 '(of metal or of an opposite conductivity type) is applied. The input and output terminals are marked with an s in the figure.
In figuur 3 is weergegeven hoe een dergelijke vermogensbegrenzer in een schakeling wordt opgencmen. Het verwijzingsteken Q geeft een qua-drupool aan; de vermogensbegrenzer volgens de uitvinding is in serie ge-15 schakeld met een ingangsklem van genoemde quadrfpool, terwijl de andere ingangsklem aan aarde is gelegd.Figure 3 shows how such a power limiter is included in a circuit. The reference character Q designates a qua-drop pool; the power limiter according to the invention is connected in series with an input terminal of said quadrf pole, while the other input terminal is grounded.
Ook kan een uitvoeringsvorm van een schakeling worden toegepast zoals getoond in figuur 4, welke uitvoeringsvorm bovendien twee dioden bevat die ten opzichte van elkaar tegengesteld en met de ingangsklerrmen van 20 de quadrupool parallel geschakeld zijn, en het voordeel biedt dat het aan de klemmen van de vermogensbegrenzer aangelegde hoogfrequente signaal in zijn totaliteit overgedragen wordt tot voorbij de knik van de diodekarakteristiek.An embodiment of a circuit as shown in Figure 4 can also be used, which embodiment additionally comprises two diodes which are opposite to each other and which are connected in parallel with the input wires of the quadrupole, and have the advantage that they are connected to the terminals of the power limiter applied high-frequency signal in its entirety is transmitted beyond the kink of the diode characteristic.
Hierbij dient cpgemerkt te worden dat dergelijke schakelingen 25 gemakkelijk kunnen worden geïntegreerd in eenzelfde halfgeleiderelement.It should be noted here that such circuits can be easily integrated into the same semiconductor element.
Deze geïntegreerde schakeling kan eveneens de (veldeffect-) ingangstran-sistor (indien aanwezig) van een verderop in de stroomkring opgenomen versterker omvatten.This integrated circuit may also include the (field effect) input transistor (if any) of an amplifier included further down the circuit.
Volgens de uitvinding zijn de dikte en de doteringsconcentratie 30 van de halfgeleiderlaag 2 zo gering, dat bij het aanleggen van een spanning tussen de aansluitgeleiders e en s de uitputtingszone van de in de keerrichting staande diode zich reeds bij een spanning die lager is dan de doorslagspanning over de gehele dikte van de laag 2 uitstrekt.According to the invention, the thickness and the doping concentration 30 of the semiconductor layer 2 are so small that when a voltage is applied between the connecting conductors e and s, the depletion zone of the reverse diode is already at a voltage lower than the breakdown voltage extends over the entire thickness of the layer 2.
De kromme C = f (V) van de capaciteit van de inrichting als func-35 tie van de spanning zoals weergegeven in figuur 5 dient ter verduidelijking van de werking van de vermogensbegrenzer volgens de uitvinding.The curve C = f (V) of the capacitance of the device as a function of the voltage as shown in figure 5 serves to clarify the operation of the power limiter according to the invention.
Indien het niveau van het aangelegde hoogfrequente vermogen .. laag is, gedraagt elke diode zich als een condensator met een capaciteit 8006828 FHF 79.599 4 — C en heeft de door twee in serie geschakelde dioden gevormde vermogens-begrenzer een impedantie die praktisch gelijk is aan: Z = 1If the level of applied high-frequency power .. is low, each diode behaves like a capacitor with a capacitance 8006828 FHF 79.599 4 - C and the power limiter formed by two series-connected diodes has an impedance that is practically equal to: Z = 1
2j C2j C
5 deze impedantie is dus klein.5 this impedance is therefore small.
Bij een hoger niveau van het aangelegde hoogfrequente vermogen, loopt de negatieve spanning die achtereenvolgens aan de twee in serie en tegengesteld geschakelde dioden die genoemde vermogensbegrenzer vormen wordt aangelegd, zover op dat de meerderheidsdragers in hun totaliteit 10 wegstrcmen uit de half geleiderlaag 2. Deze half geleiderlaag wordt daardoor volkomen verarmd aan beweeglijke ladingsdragers en geleidt geen stroom meer. De hoogfrequente energie wordt niet via de vermogensbegrenzer naar de ingang van de quadrupool ontvanger Q overgedragen maar wordt volledig gereflecteerd.At a higher level of the applied high-frequency power, the negative voltage which is applied successively to the two series-connected and oppositely connected diodes constituting said power limiter, increases to the extent that the majority carriers, in their entirety, radiate away from the semiconductor layer 2. These half conductor layer is therefore completely depleted of mobile charge carriers and no longer conducts current. The high-frequency energy is not transferred via the power limiter to the input of the quadrupole receiver Q, but is fully reflected.
15 Zoals blijkt uit figuur 5, is de capaciteit van elke diode name lijk relatief groot zolang als de aangelegde spanning niet te hoog is, terwijl deze capaciteit steil terugvalt, en dus de impedantie van de vermo-gensbegrenzer aanzienlijk oplsopt, vanaf een afspanning vp.As can be seen from figure 5, the capacitance of each diode is in fact relatively large as long as the applied voltage is not too high, while this capacitance drops steeply, and thus considerably absorbs the impedance of the power limiter, from a voltage vp.
Bij een homogene doteringsconcentratie van de laag 2 geldt de 20 volgende vergelijking voor deze drerrpelspanning V en de dikte d van deAt a homogeneous doping concentration of the layer 2, the following equation applies for this threshold voltage V and the thickness d of the
PP
halfgeleiderlaag: _ a_Nw/2£· ‘VV V g.semiconductor layer: _ a_Nw / 2 £ · "VV V g.
25 waarin: - d de dikte is van de halfgeleiderlaag, - £ de diëlectrische constante, - Vp de verarmingsspanning, of drempelspanning, - VD de inwendige spanning (diffusiespanning) van de diode, 30 - q de lading van het electron, en N, de donorconcentratie. dWhere: - d is the thickness of the semiconductor layer, - £ the dielectric constant, - Vp the depletion voltage, or threshold voltage, - VD the internal voltage (diffusion voltage) of the diode, 30 - q the charge of the electron, and N, the donor concentration. d
In de door Aanvraagster vervaardigde vermogensbegrenzer was de laagdikte d praktisch gelijk aan 0,15^um en bereikte de verarmingsspanning (of drerrpelspanning) een waarde van 3 volt.In the power limiter manufactured by the Applicant, the layer thickness d was practically equal to 0.15 µm and the depletion voltage (or threshold voltage) reached a value of 3 volts.
35 De verliezen van deze vermogensbegrenzer moeten klein zijn, want daar zij in serie geschakeld zijn met de ingang van de quadrupool ontvanger Q verhogen zij de ruisfactor van genoemde ontvanger. Deze ver-________liezen worden met name veroorzaakt door de weerstand van het materiaal 8006828 PHF 79.599 5 — dat zich tussen beide dioden bevindt.The losses of this power limiter must be small, because as they are connected in series with the input of the quadrupole receiver Q they increase the noise factor of said receiver. These losses are mainly caused by the resistance of the material 8006828 PHF 79.599 5 - which is located between the two diodes.
De combinatie van een materiaal met een hoge beweeglijkheid en concentratie van de ladingsdragers en met een geschikte geometrie kan bijdragen tot de verlaging van genoemde weerstand.The combination of a material with a high mobility and concentration of the charge carriers and with a suitable geometry can contribute to the reduction of said resistance.
5 Een andere, niet minder stringente eis wordt gesteld met be trekking tot de spanningseigenschappen van de vermogensbegrenzer, die bestand moet zijn tegen toevallige hoogfrequente golven met een relatief hoog vermogen.Another, no less stringent requirement is made regarding the voltage properties of the power limiter, which must be able to withstand accidental high-frequency waves of relatively high power.
Aan deze eis kan worden voldaan door een halfgeleidermateriaal 10 te kiezen met een hoge doorslagspanning en een niet te hoge dotering, waarbij de afstand tussen de dioden voldoende groot is.This requirement can be met by choosing a semiconductor material 10 with a high breakdown voltage and a not too high doping, the distance between the diodes being sufficiently large.
Het halfgeleidermateriaal dat het best aan deze twee eisen voldoet is N type gallium arsenide. Silicium kan echter ook in aanmerking komen.The semiconductor material that best meets these two requirements is N type gallium arsenide. However, silicon may also be eligible.
15 De afstand tussen de beide dioden is het resultaat van een compromis tussen een grote waarde van deze afstand, die een hoge doorslagspanning tot gevolg heeft, en een lage waarde die tot beperkte verliezen leidt. In een door Aanvraagster vervaardigde uitvoering, is deze afstand ongeveer 4^um. Bij eenzelfde afstand kunnen door toepassing van een 20 interdigitale struktuur de verliezen beperkt worden.The distance between the two diodes is the result of a compromise between a large value of this distance, which results in a high breakdown voltage, and a low value, which leads to limited losses. In an embodiment manufactured by the Applicant, this distance is approximately 4 µm. At the same distance, the losses can be limited by using an interdigital structure.
Het is duidelijk dat de vakman zonder buiten het kader van deze uitvinding te treden andere varianten kan bedenken. Zo kunnen met name andere halfgeleidermaterialen dan galliumarsenide, worden toegepast, terwijl de geleidingstypen van alle halfgeleidergebieden (gelijktijdig) 25 door het tegengestelde type kunnen worden vervangen.It is clear that the skilled person can devise other variants without departing from the scope of this invention. For example, semiconductor materials other than gallium arsenide, in particular, can be used, while the conductivity types of all semiconductor regions can be (simultaneously) replaced by the opposite type.
30 35 800682830 35 8006828
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7931142A FR2472269A1 (en) | 1979-12-19 | 1979-12-19 | HIGH FREQUENCY SEMICONDUCTOR POWER LIMITER |
| FR7931142 | 1979-12-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8006828A true NL8006828A (en) | 1981-07-16 |
Family
ID=9232953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8006828A NL8006828A (en) | 1979-12-19 | 1980-12-17 | SEMICONDUCTOR DEVICE FOR LIMITING HIGH-FREQUENCY ELECTRICAL POWER. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5698880A (en) |
| DE (1) | DE3046815A1 (en) |
| FR (1) | FR2472269A1 (en) |
| GB (1) | GB2066568A (en) |
| IT (1) | IT1134739B (en) |
| NL (1) | NL8006828A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1459083A (en) * | 1964-09-18 | 1966-04-29 | Texas Instruments Inc | Surface Oriented Semiconductor Diode |
| CA1138572A (en) * | 1978-05-11 | 1982-12-28 | Paul L. Fleming | Planar transmission line attenuator and switch |
-
1979
- 1979-12-19 FR FR7931142A patent/FR2472269A1/en active Granted
-
1980
- 1980-12-12 DE DE19803046815 patent/DE3046815A1/en not_active Withdrawn
- 1980-12-15 GB GB8040072A patent/GB2066568A/en not_active Withdrawn
- 1980-12-16 IT IT26678/80A patent/IT1134739B/en active
- 1980-12-16 JP JP17796680A patent/JPS5698880A/en active Pending
- 1980-12-17 NL NL8006828A patent/NL8006828A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3046815A1 (en) | 1981-09-03 |
| GB2066568A (en) | 1981-07-08 |
| FR2472269A1 (en) | 1981-06-26 |
| JPS5698880A (en) | 1981-08-08 |
| IT8026678A0 (en) | 1980-12-16 |
| FR2472269B1 (en) | 1983-10-21 |
| IT1134739B (en) | 1986-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3206670A (en) | Semiconductor devices having dielectric coatings | |
| US2816228A (en) | Semiconductor phase shift oscillator and device | |
| US4329705A (en) | VMOS/Bipolar power switching device | |
| US6853264B2 (en) | Input power limiter for a microwave receiver | |
| US5914513A (en) | Electronically tunable capacitor | |
| NL8000792A (en) | VARIABLE DELAY LINE FOR ACOUSTIC SURFACE WAVES. | |
| US3648340A (en) | Hybrid solid-state voltage-variable tuning capacitor | |
| US4303841A (en) | VMOS/Bipolar power switch | |
| US3560891A (en) | Reflection phase shifter utilizing microstrip directional coupler | |
| US3226268A (en) | Semiconductor structures for microwave parametric amplifiers | |
| US3673514A (en) | Schottky barrier transit time negative resistance diode circuits | |
| JPH08321626A (en) | High-voltage two-level capacitance varactor diode capable ofaccepting large processing tolerance | |
| US4387386A (en) | Microwave controlled field effect switching device | |
| US3427515A (en) | High voltage semiconductor transistor | |
| US3201664A (en) | Semiconductor diode having multiple regions of different conductivities | |
| US2903628A (en) | Semiconductor rectifier devices | |
| NL8006828A (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE FOR LIMITING HIGH-FREQUENCY ELECTRICAL POWER. | |
| US3560815A (en) | Voltage-variable capacitor with extendible pn junction region | |
| US3821657A (en) | High frequency semiconductor amplifying devices and circuits therefor | |
| US3040188A (en) | Three zone negative resistance junction diode having a short circuit across one of the junctions | |
| US3483443A (en) | Diode having large capacitance change related to minimal applied voltage | |
| US3890630A (en) | Impatt diode | |
| US6444504B1 (en) | Multilayer ZnO polycrystallin diode | |
| US3793539A (en) | Circuit for operating an avalanche diode in the anomalous mode | |
| US4872039A (en) | Buried lateral diode and method for making same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |