RU2693834C1 - Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами - Google Patents
Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693834C1 RU2693834C1 RU2018144715A RU2018144715A RU2693834C1 RU 2693834 C1 RU2693834 C1 RU 2693834C1 RU 2018144715 A RU2018144715 A RU 2018144715A RU 2018144715 A RU2018144715 A RU 2018144715A RU 2693834 C1 RU2693834 C1 RU 2693834C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photosensitive
- light
- emitting
- junctions
- thyristor
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003321 amplification Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/14—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
- H01L31/147—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
- H01L31/167—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Thyristors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к активным электронным компонентам. Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими переходами выполнено в виде двух полупроводниковых тиристоров, причем в первом тиристоре центральный p-n-переход изготовлен фоточувствительным, а боковые p-n-переходы изготовлены светоизлучающими, а во втором тиристоре центральный p-n-переход изготовлен светоизлучающим, а боковые p-n-переходы изготовлены фоточувствительными. Изобретение обеспечивает возможность усиления потока фотонов, что позволит повысить эффективность магистральных усилителей оптических сигналов в оптоволоконных линиях связи, возможность изготовления сверхчувствительных датчиков фотонов в широком динамическом диапазоне. 1 ил.
Description
Изобретение относится к активным электронным компонентам.
Известен прецизионный датчик фотонов [1], у которого внутри тиристора сформирована оптическая положительная обратная связь между p-n-переходами для лавинообразного нарастания тока при попадании фотона в фоточувствительный n-p-переход. Недостатком данного устройства является неспособность формировать более интенсивный поток фотонов, т.к. принимаемые фотоны преобразуются в усиленный электрический сигнал.
Также известен светотиристор [2], выполненный в виде полупроводникового прибора, у которого два p-n-перехода являются излучающими фотоны, а один p-n-переход поглощает тепловую энергию. Недостатком данного устройства является неспособность принимать фотоны, т.к. формируемый светотиристором поток фотонов берет энергию от внешнего источника тепла.
Также известен [3], выполненный в виде каскада полупроводниковых транзисторов. Недостатком данного устройства является невысокая чувствительность.
Цель изобретения — повышение интенсивности потока фотонов.
Это достигается тем, что полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими переходами выполнено в виде двух полупроводниковых тиристоров, причем в первом тиристоре центральный p-n-переход изготовлен фоточувствительным, а боковые p-n-переходы изготовлены светоизлучающими. Во втором тиристоре все наоборот: центральный p-n-переход изготовлен светоизлучающим, а боковые p-n-переходы изготовлены фоточувствительными.
На фиг. 1 изображено полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами.
Конструктивно полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами изготовлено таким образом, что фотоны от светоизлучающих p-n-переходов первого тиристора попадают на фоточувствительные р-n-переходы второго тиристора.
При попадании фотона на фоточувствительный р-n-переход первого тиристора возникает ток, который протекает через два других светоизлучающих р-n-перехода первого тиристора. В результате эти светоизлучающие p-n-переходы сформируют большее количество фотонов, чем поступило на фоточувствительный р-n-переход первого тиристора за счет работы источника электропитания первого тиристора. Далее эти фотоны попадают на фоточувствительные p-n-переходы второго тиристора и генерируют на них электрический ток, который на светоизлучающем p-n-переходе второго тиристора сформирует еще больший поток фотонов за счет работы источника электропитания второго тиристора.
Таким образом, полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами способно из одного или нескольких принятых фотонов сформировать поток фотонов большей интенсивности.
Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами изготавливается из фосфида индия (InP), фосфида галлия (GaP), нитрида галлия (GaN), карбида кремния (SiC) или других подобных материалов.
Использование полупроводникового устройства усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами позволит повысить эффективность магистральных усилителей оптических сигналов в оптоволоконных линиях связи, а также возможно изготовление сверхчувствительных датчиков фотонов в широком динамическом диапазоне.
Литература
1. Патент РФ № 2673987. Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя излучающими p-n-переходами / Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Иванченко А.А., Челушкина Т.А., Козлов В.В., Михайлов А.К. Опубл. 03.12.2018. Бюл. №34.
2. Патент РФ № 2562744. Светотиристор / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Челушкина Т.А., Челушкин Д.А. Опубл. 10.09.2015. Бюл. №25.
3. Патент РФ № 2673424. Фотоприемное устройство на каскадных транзисторах со светоизлучающими p-n-переходами и фоточувствительными n-p-переходами / Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Иванченко А.А., Челушкина Т.А., Козлов В.В., Михайлов А.К. Опубл. 26.11.2018. Бюл. №33.
Claims (2)
-
- Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами, выполненное в виде полупроводникового прибора в виде двух полупроводниковых тиристоров, отличающееся тем, что в первом тиристоре центральный p-n-переход изготовлен фоточувствительным, боковые p-n-переходы изготовлены светоизлучающими, а во втором тиристоре центральный p-n-переход изготовлен светоизлучающим, боковые p-n-переходы изготовлены фоточувствительными.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144715A RU2693834C1 (ru) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018144715A RU2693834C1 (ru) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693834C1 true RU2693834C1 (ru) | 2019-07-05 |
Family
ID=67252297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018144715A RU2693834C1 (ru) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693834C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5677552A (en) * | 1992-04-23 | 1997-10-14 | Nec Corporation | Optical control circuit for an optical pnpn thyristor |
| RU2185690C1 (ru) * | 2001-04-26 | 2002-07-20 | Открытое акционерное общество "Оптрон" | Оптотиристор |
| RU2562744C2 (ru) * | 2014-01-14 | 2015-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" | Светотиристор |
| RU2673987C1 (ru) * | 2018-02-06 | 2018-12-03 | Ооо "Центральный Научно-Исследовательский Институт "Апертура" | Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами |
-
2018
- 2018-12-17 RU RU2018144715A patent/RU2693834C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5677552A (en) * | 1992-04-23 | 1997-10-14 | Nec Corporation | Optical control circuit for an optical pnpn thyristor |
| RU2185690C1 (ru) * | 2001-04-26 | 2002-07-20 | Открытое акционерное общество "Оптрон" | Оптотиристор |
| RU2562744C2 (ru) * | 2014-01-14 | 2015-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" | Светотиристор |
| RU2673987C1 (ru) * | 2018-02-06 | 2018-12-03 | Ооо "Центральный Научно-Исследовательский Институт "Апертура" | Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3315176A (en) | Isolated differential amplifier | |
| JP2008541275A (ja) | 光起動ワイドバンドギャップバイポーラパワースイッチングデバイスおよび回路 | |
| RU2673987C1 (ru) | Прецизионный датчик фотонов на полупроводниковом тиристоре с одним фоточувствительным n-p-переходом и двумя светоизлучающими p-n-переходами | |
| Chen et al. | GaN-based micro-light-emitting diode driven by a monolithic integrated ultraviolet phototransistor | |
| RU2693834C1 (ru) | Полупроводниковое устройство усиления потока фотонов с фоточувствительными и светоизлучающими p-n-переходами | |
| Sasaki et al. | Optoelectronic integrated device with light amplification and optical bistability | |
| Madhusoodhanan et al. | High-temperature analysis of GaN-based MQW photodetector for optical galvanic isolations in high-density integrated power modules | |
| KR102501181B1 (ko) | 반도체 소자 | |
| RU2562744C2 (ru) | Светотиристор | |
| JP2007329466A (ja) | 半導体発光トランジスタ | |
| CN106409965B (zh) | 一种高速饱和单行载流子紫外光电二极管及制备方法 | |
| RU2507632C2 (ru) | Светотранзистор с высоким быстродействием | |
| Johnson | Photodiode signal enhancement effect at avalanche breakdown voltage | |
| RU2673424C1 (ru) | Фотоприемное устройство на каскадных транзисторах со светоизлучающими p-n-переходами и фоточувствительными n-p-переходами | |
| RU2701184C1 (ru) | Биполярный полупроводниковый транзистор с тиристорным эффектом | |
| RU2587534C1 (ru) | Экономичный световой транзистор | |
| Slipchenko et al. | Spatial dynamics of high current turn-on in low-voltage AlGaAs/GaAs phototransistors | |
| Vafaei et al. | Experimental investigation of an integrated optical interface for power MOSFET drivers | |
| RU2593443C2 (ru) | Светотранзистор с двумя излучающими переходами | |
| KR101067653B1 (ko) | 광학 기기를 구비한 발광 및 수광 소자가 일체로 형성된 패키지 모듈 | |
| Fujita et al. | Novel Opt-coupling Transistor by LED and PD and its Application | |
| KR20150100652A (ko) | 반도체 광 집적회로 | |
| KR101069197B1 (ko) | 발광 및 수광 소자가 일체로 형성된 패키지 모듈 | |
| CN114221710B (zh) | 基于光电异构集成的微波光子收发电路及微波光子收发器 | |
| RU2596773C1 (ru) | Полупроводниковый излучатель ик-диапазона |