Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора
Указаны пути выбора оптимальных рабочих напряжений, при которых полевой фототранзистор с управляющим р-n-переходом будет обеспечивать высокую фоточувствительность....
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2006
|
| Schriftenreihe: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53398 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора / Д.М. Ёдгорова // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 43-47. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-53398 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-533982014-01-20T03:12:42Z Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора Ёдгорова, Д.М. Функциональная микро- и наноэлектроника Указаны пути выбора оптимальных рабочих напряжений, при которых полевой фототранзистор с управляющим р-n-переходом будет обеспечивать высокую фоточувствительность. 2006 Article Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора / Д.М. Ёдгорова // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 43-47. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53398 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Функциональная микро- и наноэлектроника Функциональная микро- и наноэлектроника |
| spellingShingle |
Функциональная микро- и наноэлектроника Функциональная микро- и наноэлектроника Ёдгорова, Д.М. Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Указаны пути выбора оптимальных рабочих напряжений, при которых полевой фототранзистор с управляющим р-n-переходом будет обеспечивать высокую фоточувствительность. |
| format |
Article |
| author |
Ёдгорова, Д.М. |
| author_facet |
Ёдгорова, Д.М. |
| author_sort |
Ёдгорова, Д.М. |
| title |
Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора |
| title_short |
Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора |
| title_full |
Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора |
| title_fullStr |
Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора |
| title_full_unstemmed |
Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора |
| title_sort |
механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Функциональная микро- и наноэлектроника |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/53398 |
| citation_txt |
Механизм управления фоточувствительностью полевого фототранзистора / Д.М. Ёдгорова // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2006. — № 6. — С. 43-47. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT ëdgorovadm mehanizmupravleniâfotočuvstvitelʹnostʹûpolevogofototranzistora |
| first_indexed |
2025-07-05T04:48:30Z |
| last_indexed |
2025-07-05T04:48:30Z |
| _version_ |
1836781048536498176 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
43
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
29.08 2006 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Â. Â. ÐÞÕÒÈÍ
(ÖÊÁ "Ðèòì", ã. ×åðíîâöû)
Ê. ô.-ì. í. Ä. Ì. ¨ÄÃÎÐÎÂÀ
Óçáåêèñòàí, ã. Òàøêåíò, ÍÏÎ «Ôèçèêà�Ñîëíöå»
E-mail: yodgorova@uzsci.net
Óêàçàíû ïóòè âûáîðà îïòèìàëüíûõ
ðàáî÷èõ íàïðÿæåíèé, ïðè êîòîðûõ ïî-
ëåâîé ôîòîòðàíçèñòîð ñ óïðàâëÿþùèì
ð�n-ïåðåõîäîì áóäåò îáåñïå÷èâàòü âû-
ñîêóþ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü.
Íà îñíîâå ïîëåâûõ ôîòîòðàíçèñòîðîâ ñîçäàþòñÿ
íå òîëüêî òðàäèöèîííûå îïòðîíû ñ îïòè÷åñêèìè âî-
ëîêíàìè, íî è ñïåöèàëüíûå ïðèáîðû ñ îòêðûòûì îï-
òè÷åñêèì êàíàëîì.  èõ êîíñòðóêöèè ìåæäó èçëó÷à-
òåëåì è ôîòîïðèåìíèêîì èìååòñÿ âîçäóøíûé çàçîð,
ïîìåùàÿ â êîòîðûé òå èëè èíûå îáúåêòû, ìîæíî
óïðàâëÿòü ñâåòîâûì ïîòîêîì è òåì ñàìûì ôèêñèðîâàòü
íàëè÷èå (èëè îòñóòñòâèå) ïðåäìåòîâ, ñîñòîÿíèå èõ ïî-
âåðõíîñòè, ñêîðîñòü ïåðåìåùåíèÿ èëè ïîâîðîòà è
ò. ï. Ïîëåâîé ôîòîòðàíçèñòîð ñ óïðàâëÿþùèì ð�n-ïå-
ðåõîäîì îòëè÷àåòñÿ ñòàáèëüíîñòüþ ïàðàìåòðîâ ïðè
âíåøíèõ âîçäåéñòâèÿõ ðàäèàöèîííîãî è òåïëîâîãî
îáëó÷åíèÿ. Âîçìîæíîñòü âûáîðà ïàðàìåòðîâ è ìàòå-
ðèàëà óïðàâëÿþùåãî ïåðåõîäà çàòâîðà ïîçâîëÿåò ðàñ-
øèðèòü åãî ôóíêöèè è îáåñïå÷èòü ôîòî÷óâñòâèòåëü-
íîñòü â çàäàííîì ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå [1, 2].
Ñðåäè ðàçíîîáðàçíûõ êîíñòðóêöèé ïîëåâûõ ôî-
òîòðàíçèñòîðîâ êàê ìîäåëüíàÿ ïðåäñòàâëÿåò èíòåðåñ
ñòðóêòóðà ñ ïëîñêîñòíûì çàòâîðîì è ñ îòêðûòûì
äëèííûì êàíàëîì (50 ìêì), ò. å. ñ îòíîøåíèåì äëè-
íû êàíàëà ê òîëùèíå áîëüøå 10. Êàê ïîêàçàëè èñ-
ñëåäîâàíèÿ ôîòîýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê, òàêîé
ïîëåâîé ôîòîòðàíçèñòîð èìååò òèïè÷íóþ âîëüò-àì-
ïåðíóþ õàðàêòåðèñòèêó â ñõåìå ñ îáùèì èñòîêîì è
ìîæåò âîçáóæäàòüñÿ ñâåòîâûì ñèãíàëîì ÷åðåç îòêðû-
òûé êàíàë [3]. Èçâåñòíî, ÷òî ïîëåâîé ôîòîòðàíçèñòîð
â ïðèíöèïå îñíîâàí íà ìîäóëÿöèè òîêà îñíîâíûõ íî-
ñèòåëåé. Ìîäóëÿöèÿ òîêà îñóùåñòâëÿåòñÿ èçìåíåíè-
åì òîëùèíû ïðîâîäÿùåé ÷àñòè êàíàëà ïóòåì ðàñøè-
ðåíèÿ èëè ñóæåíèÿ îáåäíåííîé îáëàñòè ð�n-ïåðåõî-
äà çàòâîðà âõîäíûì ñèãíàëîì. Â òðàíçèñòîðíîì ðå-
æèìå âêëþ÷åíèÿ ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà ó÷àñòâó-
åò êàíàë ñ èçìåíÿþùèìñÿ äèíàìè÷åñêèì ñîïðîòèâ-
ëåíèåì ïåðåõîäà "ñòîê�èñòîê" [4, ñ. 40�45].
 öåëîì ôóíêöèîíàëüíûå âîçìîæíîñòè ïîëåâîãî
ôîòîòðàíçèñòîðà îïðåäåëÿþòñÿ êëþ÷åâûìè ïàðàìåò-
ðàìè. Ñðåäè íèõ îñíîâíûìè ÿâëÿþòñÿ äèíàìè÷åñêîå
ñîïðîòèâëåíèå ñòîêà è îáðàòíûå òîêè ïåðåõîäîâ "çàò-
âîð�èñòîê", "ñòîê�çàòâîð". ×åì âûøå çíà÷åíèÿ äè-
íàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñòîêà è ìåíüøå îáðàò-
íûå òîêè, òåì áîëüøå ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü ïîëåâî-
ÌÅÕÀÍÈÇÌ ÓÏÐÀÂËÅÍÈß ÔÎÒÎ×ÓÂÑÒÂÈÒÅËÜÍÎÑÒÜÞ
ÏÎËÅÂÎÃÎ ÔÎÒÎÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀ
ãî ôîòîòðàíçèñòîðà. Âìåñòå ñ òåì êðóòèçíà ïåðåäà-
òî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà
îïðåäåëÿåòñÿ çàêîíîì ïåðåêðûòèÿ êàíàëà îáúåìíûì çà-
ðÿäîì ð�n-ïåðåõîäà çàòâîðà, à èìåííî, çàâèñèò îò ïðî-
ôèëÿ ðàñïðåäåëåíèÿ ïðèìåñåé ïî òîëùèíå êàíàëà. Â
ñëó÷àå ëåãèðîâàíèÿ òåëëóðîì êîíöåíòðàöèÿ íîñèòå-
ëåé ðàñòåò ïî òîëùèíå, à ïðè ëåãèðîâàíèè îëîâîì
óìåíüøàåòñÿ, ïîâûøàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïåðåêðûòèÿ êà-
íàëà.
Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè âûÿñíåíèå ìåõàíèçìîâ
ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè è ïîâåäåíèÿ ñïåêòðàëüíûõ õà-
ðàêòåðèñòèê ïîëåâûõ ôîòîòðàíçèñòîðîâ îò ðàáî÷åé
òî÷êè, à òàêæå óñòàíîâëåíèå âçàèìîñâÿçè èçìåíåíèÿ
òîëùèíû ñëîåâ îáúåìíîãî çàðÿäà ñ äèíàìè÷åñêèì
ñîïðîòèâëåíèåì êàíàëà, îñòàþòñÿ àêòóàëüíûìè.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ðàññìîòðåíû íåêîòîðûå îñî-
áåííîñòè ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè è äèíàìè-
÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà àðñåíèäãàëëèåâîãî
ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà ñ ð�n-ïåðåõîäîì.
Ñ ýòîé öåëüþ íàìè áûëè èçãîòîâëåíû ïîëåâûå
ôîòîòðàíçèñòîðû ñ ãîìîïåðåõîäîì íà îñíîâå àðñåíè-
äà ãàëëèÿ [5].  êà÷åñòâå êàíàëà áûë âûáðàí n-òèï àð-
ñåíèäà ãàëëèÿ ñ êîíöåíòðàöèåé íîñèòåëåé 3·1016 ñì�3,
ëåãèðîâàííûé îëîâîì. Çàòâîðíàÿ îáëàñòü ðGaAs èìå-
ëà êîíöåíòðàöèþ 3·1017 ñì�3. Êîíòàêòíûå ïëîùàäè
ñòîêà è èñòîêà ðàçìåðàìè 700×750 ìêì ôîðìèðîâà-
ëèñü íàïûëåíèåì îëîâà. Íàïûëåíèåì íèêåëÿ ê çà-
òâîðíîé îáëàñòè ïîëó÷åí îìè÷åñêèé êîíòàêò.
Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü ïî òèïîâîé ñõåìå ñ
îáùèì èñòîêîì (ñì. ðèñ. 1). Èç èññëåäîâàíèé ñïåê-
Iñè, À
10�5
10�6
hv c
è ç
µA
µA
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Vñè, Â
Ðèñ. 1. Âîëüò-àìïåðíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîëåâîãî ôîòîòðàí-
çèñòîðà â ñõåìå ñ îáùèì èñòîêîì (Vçè=�0,8 Â). Âñòàâêà: ýëåê-
òðè÷åñêàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà
44
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
òðàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà
ñëåäóåò, ÷òî äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà èã-
ðàåò îïðåäåëÿþùóþ ðîëü â ïðîöåññàõ âíóòðåííåãî
óñèëåíèÿ âõîäíîãî ñèãíàëà. Îñíîâíîé âêëàä â ãëó-
áèíó ìîäóëÿöèè äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êàíà-
ëà âíîñèò õàðàêòåð ðàñïðåäåëåíèÿ ïðèìåñåé, ïî òîë-
ùèíå èçìåíÿÿ ïðîòÿæåííîñòü ó÷àñòêà íàñûùåíèÿ òîêà
ñòîêà.
Èññëåäóåìûé ïîëåâîé ôîòîòðàíçèñòîð èìååò òè-
ïè÷íóþ âîëüò-àìïåðíóþ õàðàêòåðèñòèêó. Íà íà÷àëü-
íîì ó÷àñòêå òîê, ïðîòåêàþùèé ïî êàíàëó ïðè çàäàí-
íîì íàïðÿæåíèè íà çàòâîðå, óâåëè÷èâàåòñÿ ëèíåéíî,
à çàòåì ïî ìåðå ñóæåíèÿ ïðîâîäÿùåé ÷àñòè êàíàëà
íàñûùàåòñÿ (ðèñ. 1). Íà ó÷àñòêå íàñûùåíèÿ îáëàñòü
ìàêñèìàëüíûõ çíà÷åíèé ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà ÿâëÿ-
åòñÿ ïðîòÿæåííîé è ñîçäàåò "ïîëî÷êó" � â îòëè÷èå
îò ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ, êàíàë êîòîðûõ ëåãèðîâàí
òåëëóðîì [3].
Äëÿ íàïðÿæåíèé ñòîêà 1,2�1,9 Â, ñîîòâåòñòâóþ-
ùèõ ìàêñèìàëüíûì çíà÷åíèÿì ñîïðîòèâëåíèÿ êàíà-
ëà, ëþáîå èçìåíåíèå çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ îò äî-
áàâî÷íîãî ïåðåìåííîãî ñèãíàëà èëè ñâåòîâîãî èçëó-
÷åíèÿ ïðèâåäåò ê ìîäóëÿöèè òîëùèíû êàíàëà è ê ñî-
îòâåòñòâóþùåìó èçìåíåíèþ òîêà ñòîêà. Èìåííî íà
ó÷àñòêàõ íàñûùåíèÿ ñ ïîñòîÿííîé êðóòèçíîé ðîñòà
òîêà ìîæíî ïîëó÷èòü íàèáîëüøåå óñèëåíèå îïòè÷å-
ñêîãî ñèãíàëà êàê ïî òîêó, òàê è ïî íàïðÿæåíèþ, îïðå-
äåëÿåìîìó âûõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì è ôîòî÷óâñòâè-
òåëüíîñòüþ ð�n-ïåðåõîäà çàòâîðà â äàííîì ñïåêòðàëü-
íîì äèàïàçîíå.  ÷àñòíîñòè, êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ
ïî òîêó îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì:
Êòðàí=SRâûõ=(∆Iñè/∆Içè)Râûõ,
Äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà ñè
äèí
ñè
V
R
I
∂
=
∂
çàâèñèò êàê îò íàïðÿæåíèÿ çàòâîðà, òàê è îò âåëè÷è-
íû íàïðÿæåíèÿ ñòîêà (ðèñ. 2).
Äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà îò çàïèðàþ-
ùåãî íàïðÿæåíèÿ èçìåíÿåòñÿ (óâåëè÷èâàåòñÿ) ïî îä-
íîìó è òîìó æå çàêîíó (êðèâûå 1 è 2). Ýòî îáóñëîâ-
ëåíî òåì, ÷òî ïðèðîñò òîëùèíû ñëîÿ ∆W îáúåìíîãî
çàðÿäà îò çàïèðàåìîãî íàïðÿæåíèÿ èìååò îäíó è òó
æå âåëè÷èíó, ò. å. äëÿ êàæäîãî çàäàííîãî çíà÷åíèÿ
∆V èìååì îäèí è òîò æå ïðèðîñò ∆W. Ñëîé îáúåìíî-
ãî çàðÿäà ïî âñåé äëèíå êàíàëà èçìåíÿåòñÿ ñèíõðîí-
íî, ïàðàëëåëüíî ïëîñêîñòè ð�n-ïåðåõîäà.
Ïðè ïðèëîæåíèè íàïðÿæåíèÿ ìåæäó ñòîêîì è èñ-
òîêîì òîëùèíà ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà ðàñøèðÿåòñÿ
òîëüêî ó ñòîêîâîé ÷àñòè, ñóæàÿ òîëùèíó íåïåðåêðû-
òîãî ó÷àñòêà, à ó èñòîêîâîé ÷àñòè ñëîé îáúåìíîãî
çàðÿäà îñòàåòñÿ íåèçìåííûì. Â ðåçóëüòàòå çàâèñè-
ìîñòü îáúåìíîãî çàðÿäà îò íàïðÿæåíèÿ ñòîêà áóäåò
íåëèíåéíîé, åå õîä îòðàæàåòñÿ â äèíàìè÷åñêîì ñî-
ïðîòèâëåíèè êàíàëà. Íà íà÷àëüíîì ó÷àñòêå íà çàäàí-
íûé ïðèðîñò íàïðÿæåíèÿ èìååì ìåíüøåå èçìåíåíèå
ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà, äàëåå âåëè÷èíà ïðèðîñòà ∆W
óâåëè÷èâàåòñÿ äî äîñòèæåíèÿ ìàêñèìàëüíîãî çíà÷å-
íèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ. Íà ýòîì ó÷àñòêå ïîëî÷êè èìååì
îäíè è òå æå âåëè÷èíû ∆V è ∆W, çàòåì ïðèðîñò òîë-
øèíû ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà èäåò íà óáûëü. Â ðå-
çóëüòàòå èìååì óìåíüøåíèå äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ êàíàëà.
Ïðîòÿæåííîñòü ïîëî÷êè äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ êàíàëà çàâèñèò îò ïðîòÿæåííîñòè ó÷àñòêà íà-
ñûùåíèÿ òîêà ñòîêà. Åñëè íà ñòîêîâîé âîëüò-àìïåð-
íîé õàðàêòåðèñòèêå ïåðåõîäíûé ó÷àñòîê îò ïîëîæè-
òåëüíîãî ê îòðèöàòåëüíîìó ñîïðîòèâëåíèþ êîðîòêèé,
òî áóäåì èìåòü ïèê â çàâèñèìîñòè äèíàìè÷åñêîãî ñî-
ïðîòèâëåíèÿ îò òîëùèíû ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà.
Åñëè æå ïåðåõîäíûé ó÷àñòîê áóäåò äëèííûì, òî âå-
ëè÷èíà äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ áóäåò áîëüøå,
è, ñîîòâåòñòâåííî, áóäåì èìåòü âûñîêóþ ôîòî÷óâ-
ñòâèòåëüíîñòü è âíóòðåííåå óñèëåíèå ïîëåçíîãî ñèã-
íàëà.
Íà ðèñ. 2 êðèâàÿ 1 ïðåäñòàâëÿåò êàíàë, ëåãèðî-
âàííûé òåëëóðîì, à êðèâàÿ 2 � ëåãèðîâàííûé îëî-
âîì. Äëÿ çàäàííîãî íàïðÿæåíèÿ ñîïðîòèâëåíèå êà-
íàëà âûøå ó òðàíçèñòîðà, ëåãèðîâàííîãî îëîâîì, ÷òî
ñâèäåòåëüñòâóåò îá ýôôåêòèâíîì ïåðåêðûòèè êàíà-
ëà. Çàêîí èçìåíåíèÿ äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
êàíàëà (è ñîîòâåòñòâåííî ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà) îò
çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ äëÿ êàæäîãî òðàíçèñòîðà
âî âñåì äèàïàçîíå íàïðÿæåíèé îñòàåòñÿ íåèçìåííûì.
Ïåðåõîäÿ ê çàâèñèìîñòè äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ Räèí îò íàïðÿæåíèÿ ñòîêà ïðè ôèêñèðîâàííîì
íàïðÿæåíèè íà çàòâîðå, çàìåòèì, ÷òî åå íåëèíåéíûé
õîä îáóñëîâëåí äèíàìèêîé ïîñëåäóþùåãî íåìîíî-
òîííîãî èçìåíåíèÿ ñëîÿ îáåäíåíèÿ ñ èçìåíåíèåì íà-
ïðÿæåíèÿ ñòîêà. Åñëè ñ ðîñòîì çàïèðàþùåãî íàïðÿ-
æåíèÿ äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå Räèí ðàñòåò äî
îïðåäåëåííîãî çíà÷åíèÿ, òî äàëüíåéøåå åãî èçìåíåíèå
áóäåò ïðîäîëæåíèåì, ò. å. ïðîåêöèÿ íà÷àëüíîãî ó÷àñò-
êà êðèâîé 3 äî ïåðåñå÷åíèÿ ñ êðèâîé 2 áóäåò äàâàòü
âåëè÷èíó íàïðÿæåíèÿ, ïðèëîæåííîãî ê ïåðåõîäó "çàò-
âîð�èñòîê".  äàëüíåéøåì äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâ-
ëåíèå êàíàëà, ëåãèðîâàííîãî îëîâîì, âîçðàñòàåò äî
äîñòèæåíèÿ ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ, çàíèìàÿ áîëåå
ïðîòÿæåííûé ó÷àñòîê � ïîëî÷êó îò 1,2 äî 1,9 Â, à
çàòåì óìåíüøàåòñÿ, ïðèíèìàÿ îòðèöàòåëüíûé çíàê. Ñ
óâåëè÷åíèåì çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ ïðîòÿæåííûé
ãäå S �
Râûõ �
Räèí �
Rí �
∆Iñè �
∆Içè �
êðóòèçíà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè;
âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå [6, ñ. 70�71] �
äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà;
ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè;
ïðèðàùåíèå òîêà ñòîêà;
ïðèðàùåíèå òîêà çàòâîðà.
äèí í
âûõ
äèí í
;
R R
R
R R
=
+
Räèí,
êÎì
102
101
100
1
2 3
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 V, Â
1 � Vçè=0�2,5 Â, Vñè=0,1 B; Te
2 � Vçè=0�1,7 Â, Vñè=0,1 B; Sn
3 � Vçè= �0,8 Â, Vñè=0�2,5 B; Sn
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòè äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êà-
íàëà îò íàïðÿæåíèÿ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
45
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ó÷àñòîê ñ âûñîêèì äèíàìè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì
ñìåùàåòñÿ â îáëàñòü ìåíüøèõ íàïðÿæåíèé ñòîê-èñ-
òîê íà âåëè÷èíó ïîðÿäêà çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ.
Çäåñü ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî â îáðàçîâàíèè ïîëî÷-
êè â çàâèñèìîñòè äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ îò
ðàáî÷åé òî÷êè îñíîâíóþ ðîëü èãðàåò ñâîéñòâî êàíà-
ëà, ò. ê. â òðàíçèñòîðàõ, ëåãèðîâàííûõ òåëëóðîì, âû-
ñîêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà (100 êÎì) äîñòèãàåòñÿ â
òî÷êå ïðè îïðåäåëåííîì çíà÷åíèè íàïðÿæåíèÿ íà ñòî-
êå (2,5 Â) [3].  íàøåì æå ñëó÷àå íàèáîëüøåå óñèëå-
íèå âõîäíîãî ñèãíàëà äîñòèãàåòñÿ èìåííî ïðè íàïðÿ-
æåíèÿõ íà ñòîêå â èíòåðâàëå 1,2�1,9 Â. Åñëè äî ó÷àñò-
êà ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ 200 êÎì äèíàìè÷åñêî-
ãî ñîïðîòèâëåíèÿ Räèí êðóòèçíà ðîñòà òîêà ñòîêà ïî-
ñëåäîâàòåëüíî óìåíüøàåòñÿ, òî â äàííîì èíòåðâàëå
êðóòèçíà åãî ðîñòà ïðèîáðåòàåò íåèçìåííûå çíà÷åíèÿ,
à â äàëüíåéøåì (2,1�2,5 Â) íàáëþäàåòñÿ åãî óâåëè-
÷åíèå, ò. å. óìåíüøåíèå äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëå-
íèÿ êàíàëà.
Õàðàêòåðíûì äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî ðåæèìà ÿâ-
ëÿåòñÿ òî, ÷òî ïðèðàùåíèå òîêà ñòîêà ìåæäó ñòîêîì
è èñòîêîì îïðåäåëÿåòñÿ êðóòèçíîé ïåðåäàòî÷íîé õà-
ðàêòåðèñòèêè S (ðèñ. 3), êîòîðàÿ èìååò ìàêñèìàëüíîå
çíà÷åíèå ïðè ìàëûõ íàïðÿæåíèÿõ ñìåùåíèÿ íà çà-
òâîðå:
çè
ñè
çè ñonst
148 112 36
180ìêÀ/Â.
0,2 0,2
V
I
S
V
=
∆ −= = = =
∆
Íàáëþäàåìûå âûøå çàâèñèìîñòè òîêîâûõ õàðàê-
òåðèñòèê è ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà ìîæíî îáúÿñíèòü
ýëåêòðîííûìè ïðîöåññàìè, ïðîòåêàþùèìè îäíîâðå-
ìåííî â ð�n-ïåðåõîäå è â êàíàëå ïîëåâîãî ôîòîòðàí-
çèñòîðà (ðèñ. 4). Òàê, ïðèëîæåííîå ê ð�n-ïåðåõîäó
îáðàòíîå íàïðÿæåíèå ïðèâîäèò ê äâèæåíèþ ýëåêòðî-
íîâ è äûðîê îò ð�n-ïåðåõîäà â ïðîòèâîïîëîæíûõ íà-
ïðàâëåíèÿõ è ñîçäàåò äåôèöèò ñâîáîäíûõ íîñèòåëåé
çàðÿäà. Â ðåçóëüòàòå èõ êîíöåíòðàöèÿ ó ãðàíèö áóäåò
ñòðåìèòüñÿ ê íóëþ, à íåîñíîâíûå íîñèòåëè çàðÿäà èç
p- è n-îáëàñòåé íà÷íóò äèôôóíäèðîâàòü ê ãðàíèöå
ð�n-ïåðåõîäà, êîìïåíñèðóÿ óáûëü çàðÿäà è ñîçäàâàÿ
ýëåêòðè÷åñêèé òîê. Ïðè ìàëûõ çíà÷åíèÿõ îáðàòíîãî
íàïðÿæåíèÿ ÷åðåç ð�n-ïåðåõîä, êðîìå ýòîãî òîêà, äâè-
æóòñÿ îñíîâíûå íîñèòåëè çàðÿäà, âûçûâàÿ ïðîòèâî-
ïîëîæíî íàïðàâëåííûé òîê. Ðåçóëüòèðóþùèé òîê
p�n-ïåðåõîäà ïðè ïðèëîæåíèè îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ
ðàâåí
Iîáð=Ip+In=Is(e
qV/kT�1),
ãäå Ip, In, Is � òîê äûðî÷íûé, ýëåêòðîííûé è òîê íà-
ñûùåíèÿ, ñîîòâåòñòâåííî.
À ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ñ ðîñ-
òîì íàïðÿæåíèÿ ñòîêà èçìåíÿåòñÿ êîíöåíòðàöèÿ íî-
ñèòåëåé çàðÿäà çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ðåêîìáè-
íàöèè íîñèòåëåé çàðÿäà, â ÷àñòíîñòè, ïîëîæèòåëüíû-
ìè èîíàìè çàõâàòûâàþòñÿ ýëåêòðîíû. Ïðè ýòîì ñêî-
ðîñòü çàõâàòà ýëåêòðîíà ïàäàåò ñ ðîñòîì ýëåêòðè÷å-
ñêîãî ïîëÿ, è êîíöåíòðàöèÿ ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè
ðàñòåò, ïðèâîäÿ ê óìåíüøåíèþ äèíàìè÷åñêîãî ñîïðî-
òèâëåíèÿ êàíàëà.
Ïðè îñâåùåíèè êàíàëà ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà
â îáëàñòè îáúåìíîãî çàðÿäà p�n-ïåðåõîäà áóäóò ãåíå-
ðèðîâàòüñÿ ýëåêòðîííî-äûðî÷íûå ïàðû, êîòîðûå, ðàç-
äåëÿÿñü ïîëåì, äîáàâëÿþòñÿ ê òåìíîâûì òîêàì, ïðåä-
ñòàâëÿÿ ñâåòîâîé òîê ñâåò ôîòî
çè îáð çèI I I= + . Ïî ìåðå óâå-
ëè÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ ñòîêà ðàñøèðåíèå ñëîÿ îáúåì-
íîãî çàðÿäà ïðèâåäåò ê óâåëè÷åíèþ êîëè÷åñòâà ôî-
òîãåíåðèðóåìûõ íîñèòåëåé, ïðè÷åì íà ó÷àñòêå ìàê-
ñèìàëüíûõ çíà÷åíèé äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
òîëùèíà ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà óâåëè÷èâàåòñÿ ïðî-
ïîðöèîíàëüíî íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ,
à â ïîñëåäóþùåì â îáëàñòè âûñîêîé ñêîðîñòè ðå-
êîìáèíàöèè ñëîé îáúåìíîãî çàðÿäà ïåðåñòàåò ðàñøè-
ðÿòüñÿ, ïðèâîäÿ ê óìåíüøåíèþ ôîòîòîêà. Íà âûõîä-
íîé õàðàêòåðèñòèêå áóäåì èìåòü ïðèðîñò òîêà ñòîêà
(îáîçíà÷àåìûé êàê ôîòîòîê) çà ñ÷åò ìîäóëÿöèè òîë-
ùèíû ïðîâîäÿùåé ÷àñòè êàíàëà ôîòîòîêîì çàòâîðà
ôîòî ñâåò òåì
ñè ñè ñè .I I I= −
Äàííûé ìåõàíèçì ïîäòâåðæäàåòñÿ ñïåêòðàëüíûìè
õàðàêòåðèñòèêàìè ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà (ðèñ. 5).
Iñè,
ìêÀ
120
80
40
Vçè, Â �0,8 �0,4 0
Ðèñ. 3. Ñòîêî-çàòâîðíûå õàðàêòåðèñòèêè ïîëåâîãî ôîòî-
òðàíçèñòîðà
Èñòîê
Êàíàë
Ñòîê
Çàòâîð
hv
n
p
Ðèñ. 4. Ñõåìàòè÷åñêîå èçîáðàæåíèå ïîëåâîãî ôîòîòðàí-
çèñòîðà ñ óïðàâëÿþùèì ð�n-ïåðåõîäîì
Iñè,
îòí. åä.
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 λ, ìêì
1
2
Vñè=1,2 Â
1 � Vçè=�0,2 Â
2 � Vçè=�0,4 Â
Ðèñ. 5. Ñïåêòðàëüíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ïîëåâîãî ôîòîòðàí-
çèñòîðà â ñõåìå ñ îáùèì èñòîêîì
46
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
Êàê âèäíî èç ðèñóíêà, ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí ïîëå-
âîãî ôîòîòðàíçèñòîðà, îïðåäåëÿåìûé ÷óâñòâèòåëüíî-
ñòüþ ð�n-ïåðåõîäà, îõâàòûâàåò äèàïàçîí îò 0,55 ìêì
(ñ ïîäúåìîì ïðè 0,7 ìêì) äî 0,94 ìêì ñ ìàêñèìó-
ìîì â îáëàñòè ñîáñòâåííîãî ïîãëîùåíèÿ 0,88 ìêì.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî äàííûé ñïåêòðàëüíûé äèàïà-
çîí ÿâëÿåòñÿ ïåðñïåêòèâíûì äëÿ âîëîêîííî-îïòè÷å-
ñêèõ ñèñòåì ïåðâîãî ïîêîëåíèÿ è îïòîýëåêòðîííûõ
óñòðîéñòâ ðàçëè÷íîãî íàçíà÷åíèÿ.
Âûáîð ðàáî÷åãî íàïðÿæåíèÿ 1,2  îáóñëîâëåí
âûñîêèì äèíàìè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì êàíàëà, ãäå
äîñòèãàþòñÿ âûñîêèå çíà÷åíèÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñ-
òè. Ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðè çàäàííîì íàïðÿæåíèè
íà ñòîêå (1,2 Â) ñ óâåëè÷åíèåì çàïèðàþùåãî íàïðÿ-
æåíèÿ îò �0,2 äî �0,4 Â óìåíüøàåòñÿ, ÷òî îáóñëîâëå-
íî óìåíüøåíèåì êðóòèçíû ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðè-
ñòèêè (îò 180 äî 130 ìêÀ/Â, òàáë. 1).
Òàê êàê êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñî-
áîé ô ô ô
ñè çè/ ,iK I I= òî ôîòîòîê áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ êàê
ô ô
ñè çè ñè çè âûõ( / ) .I I I I R= ∆ ∆
Äëÿ îöåíêè ôîòîòîêà ñòîêà ìîæíî âîñïîëüçîâàòü-
ñÿ äàííûìè ñïåêòðàëüíîãî ôîòîòîêà ð�n-ïåðåõîäà â
ñîáñòâåííîé îáëàñòè ïîãëîùåíèÿ è êðóòèçíû ïåðå-
äàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè, ïðèâåäåííîé â òàáë. 1. Ìîæ-
íî çàìåòèòü, ÷òî íàèáîëüøèé ôîòîòîê áóäåò èìåòü
ìåñòî ïðè íóëåâîì ñìåùåíèè íà çàòâîðå, êîãäà ãëó-
áèíà ìîäóëÿöèè òîëùèíû êàíàëà áóäåò ìàêñèìàëü-
íîé. Èçâåñòíî, ÷òî ïðîöåññû ìîäóëÿöèè ïðè íàïðÿ-
æåíèÿõ, ìåíüøèõ íàïðÿæåíèÿ îòñå÷êè, îïðåäåëÿþò-
ñÿ ïðîöåññàìè íà ïåðåõîäå "ñòîê�çàòâîð", à ïðè
áîëüøèõ � íàïðÿæåíèÿìè Vçè è Vñè, ÷òî ëåãêî ïðî-
âåðèòü íà îñíîâå èçó÷åíèÿ çàâèñèìîñòè ôîòîýëåêò-
ðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê îò íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè-
÷åñêîãî ïîëÿ ïåðåõîäà "ñòîê�çàòâîð".
Ïðè îáû÷íîì ðåæèìå ðàáîòû ïîëåâîãî ôîòîòðàí-
çèñòîðà (Vñè≠0) ïðèëàãàåìîå ê ïåðåõîäó "ñòîê�èñ-
òîê" íàïðÿæåíèå ïðèâåäåò ê íåðàâíîìåðíîìó èçìå-
íåíèþ ñå÷åíèÿ ïðîâîäÿùåé ÷àñòè êàíàëà ïî äëèíå çà
ñ÷åò ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ âäîëü êàíàëà. Åãî òîëùèíà
íå îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé âñëåäñòâèå ñóùåñòâîâàíèÿ,
êðîìå ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ âäîëü êàíàëà EL, ñîñòàâ-
ëÿþùåé ïîëÿ, ïåðïåíäèêóëÿðíîãî îñè êàíàëà, EX. Â
ðåçóëüòàòå ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ çàòâîð-êàíàë ñòà-
íîâèòñÿ ôóíêöèåé � êàê ïî òîëùèíå X, òàê è ïî äëè-
íå L êàíàëà.
 îáëàñòè íàïðÿæåíèé, ìåíüøèõ íàïðÿæåíèÿ îò-
ñå÷êè êàíàëà, öåëåñîîáðàçíî âîñïîëüçîâàòüñÿ íàïðÿ-
æåíèåì ìåæäó ñòîêîì è çàòâîðîì [7, ñ. 45�54]. Â
ñîîòâåòñòâèè ñî ñõåìîé âêëþ÷åíèÿ ïîëåâîãî ôîòî-
òðàíçèñòîðà íàïðÿæåíèå, ïðèëîæåííîå ê ïåðåõîäó "èñ-
òîê�çàòâîð", ñóììèðóåòñÿ ñ íàïðÿæåíèåì, ïðèëî-
æåííûì ê ïåðåõîäó "ñòîê�èñòîê", è àâòîìàòè÷åñêè
îêàçûâàåòñÿ ïðèëîæåííûì ê ïåðåõîäó "ñòîê�çà-
òâîð" [8, ñ. 71�75]. Ïðè ýòîì ïåðåêðûòèå êàíàëà áó-
äåò ïðîèñõîäèòü ïðè îäíîì è òîì æå ïîòåíöèàëå ïåð
ñçV ,
à íàïðÿæåíèå íà ïåðåõîäå "ñòîê�èñòîê", íåîáõîäè-
ìîå äëÿ ïåðåêðûòèÿ, áóäåò óìåíüøàòüñÿ íà âåëè÷èíó
ïðèëîæåííîãî íàïðÿæåíèÿ çàòâîð-èñòîê ïåð
ñç çè( ).V V−
 äàííîì ñëó÷àå îïðåäåëÿþùèìè ñòàíîâÿòñÿ òîëùè-
íà ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà íà ïåðåõîäå "ñòîê�çàòâîð"
è íàïðÿæåííîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ.
Ñîîòâåòñòâóþùèå çíà÷åíèÿ íàïðÿæåíèé, òîëùèíû
ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà è íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷å-
ñêîãî ïîëÿ äëÿ èññëåäóåìîãî ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñ-
òîðà ïðèâåäåíû â òàáë. 2. Çäåñü *
ñçV � íàïðÿæåíèå,
ïàäàþùåå íà ïåðåõîäå "ñòîê�çàòâîð", ñîñòîèò èç ñóì-
ìû íàïðÿæåíèé, ïàäàþùèõ íà ïåðåõîäå "çàòâîð�èñ-
òîê" Vçè è ïåðåõîäå "ñòîê�èñòîê" Vñè (V*=Vçè+Vñè),
à ñîîòâåòñòâóþùåå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå Å îïðåäåëÿ-
åòñÿ èç âûðàæåíèÿ E=(VD+V*)/Wñç, ãäå VD �äèôôó-
çèîííûé ïîòåíöèàë ð�n-ïåðåõîäà çàòâîðà �
êàí çàò
2
ln .D
i
N NkT
V
q n
=
Åãî âåëè÷èíà äëÿ äàííûõ êîíöåíòðàöèé êàíàëà è
çàòâîðà ðàâíà 1,03 Â.
Òîëùèíó ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà Wñç ìîæíî îïðå-
äåëèòü èç ýêñïåðèìåíòàëüíîé çàâèñèìîñòè âîëüò-åì-
êîñòíîé õàðàêòåðèñòèêè
Wñç=εε0s/C,
Vçè, Â 0 0,2 0,4 0,8 1,2
ô
çèI , ìêÀ 11,5 12,6 13,2 14 14,5
ñè çè
/I I∆ ∆ , ìêÀ/ 180 130 95 70 35
Òàáëèöà 1
Ôîòîòîê è êðóòèçíà ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè
ïîëåâîãî ôîòîòðàíçèñòîðà ïðè ðàçëè÷íûõ çàïèðàþ-
ùèõ íàïðÿæåíèÿõ
Vçè=–0,2 Â
Vñè, Â 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,4
V*
ñç, Â 1,53 1,83 2,13 2,43 2,73 3,03 3,63
W, ñì 2,59⋅10–5 2,837⋅10–5 3,06⋅10–5 3,26⋅10–5 3,47⋅10–5 3,65⋅10–5 4,00⋅10–5
E, Â/ñì 58968,4 64491,01 69576,64 74315,05 78768,94 82984,12 90829,51
Vçè=–0,4 Â
Vñè, Â 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4
V*
ñç, Â 1,73 2,03 2,33 2,63 2,93 3,23 3,53 3,83
W, ñì 2,7⋅10–5 3,0⋅10–5 3,2⋅10–5 3,4⋅10–5 3,6⋅10–5 3,77⋅10–5 3,94⋅10–5 4,1⋅10–5
E, Â/ñì 62704,2 67923,7 72769,8 77312,8 81603,2 85679,1 89569,6 93298,1
Òàáëèöà 2
Äèíàìè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå êàíàëà, òîëùèíà ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà è íàïðÿæåííîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ
ïðè ðàçëè÷íûõ íàïðÿæåíèÿõ çàòâîðà
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2006, ¹ 6
47
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
èëè ðàñ÷åòíûì ïóòåì ñ ïîìîùüþ ôîðìóëû [9, ñ. 327]
1/ 2
*0 êàí çàò
ñç
êàí çàò
2
( ) ,D
N N
W V V
q N N
εε +
= +
ãäå Nêàí, Nçàò � êîíöåíòðàöèÿ íîñèòåëåé â êàíàëå è â
çàòâîðå, ñîîòâåòñòâåííî.
Èñïîëüçóÿ äàííûå òàáë. 2 ìîæíî àíàëèçèðîâàòü
çàâèñèìîñòè ñïåêòðàëüíîé ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè îò
íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ïðè ðàçëè÷íûõ
çàïèðàþùèõ íàïðÿæåíèÿõ.
Ïî îòíîøåíèþ ê íàïðÿæåíèþ ñòîê-çàòâîð è äèíà-
ìè÷åñêîìó ñîïðîòèâëåíèþ êàíàëà íàïðÿæåííîñòü
ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ è òîëùèíà ñëîÿ îáúåìíîãî çà-
ðÿäà ÿâëÿþòñÿ ðàâíîçíà÷íûìè. Èç ðèñ. 6, à âèäíî,
÷òî, äåéñòâèòåëüíî, ïðè çàäàííîì çàïèðàþùåì íà-
ïðÿæåíèè (�0,2 Â) óâåëè÷åíèå íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ
îò 6·104 äî 8·104 Â/ñì (Vñè=0,3�1,5 Â) ïðèâîäèò ê
óâåëè÷åíèþ ôîòîòîêà, êîòîðîå äîñòèãàåò âûñîêèõ çíà-
÷åíèé èìåííî â îáëàñòè áîëüøèõ âåëè÷èí äèíàìè-
÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà. Ïðè äàëüíåéøåì óâå-
ëè÷åíèè íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ôîòî-
÷óâñòâèòåëüíîñòü îñòàåòñÿ íåèçìåííîé. Ïðè çàäàííûõ
ñïåêòðàëüíûõ äèàïàçîíàõ ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê îá-
ëàñòè ñîáñòâåííîãî ïîãëîùåíèÿ (λ îò 0,7 äî 0,88 ìêì)
ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü óâåëè÷èâàåòñÿ, à â îáëàñòè
λ=0,92 ìêì íàáëþäàåòñÿ åå çíà÷èòåëüíîå óìåíüøå-
íèå.
Êðîìå òîãî, êàê è ñëåäîâàëî îæèäàòü, äàëüíåé-
øåå óâåëè÷åíèå çàïèðàþùåãî íàïðÿæåíèÿ äî �0,4 Â
ïðèâîäèò ê ìåíüøèì çíà÷åíèÿì ôîòî÷óâñòâèòåëüíî-
ñòè âî âñåì äèàïàçîíå ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé (ðèñ. 6, á)
ïî ñðàâíåíèþ ñ çàïèðàþùèì íàïðÿæåíèåì �0,2 Â.
 îêðåñòíîñòè ïîëåé (8�8,5)·104 Â/ñì ñîçäàåòñÿ îá-
ëàñòü ñ âûñîêîé ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòüþ, ñâÿçàííîé
ñ âûñîêèì äèíàìè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì êàíàëà.
Óâåëè÷åíèå ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè ñ ïðèáëèæåíèåì
îáëàñòè ñîáñòâåííîãî ïîãëîùåíèÿ îáóñëîâëåíî âîç-
ðàñòàíèåì êîëè÷åñòâà ôîòîíîâ, ïîãëîùàåìûõ â ñëîå
îáúåìíîãî çàðÿäà ïåðåõîäà "çàòâîð�êàíàë". Ïðè ýòîì
ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ ñòîê-èñòîê ðàñøè-
ðåíèå ñëîÿ îáúåìíîãî çàðÿäà â íàïðàâëåíèè èñòîêà
ñïîñîáñòâóåò äîïîëíèòåëüíîìó óâåëè÷åíèþ êîëè÷å-
ñòâà ãåíåðèðîâàííûõ íîñèòåëåé, ïðè÷åì â îáëàñòè
íàïðÿæåíèé, áîëüøèõ 1,3 Â, ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü
óìåíüøàåòñÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ òåìíîâîãî òîêà. Îá-
íàðóæåííîå óìåíüøåíèå ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè â çà-
âèñèìîñòè îò ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ñòîêà ïðè λ=0,92 ìêì
îáóñëîâëåíî ñóùåñòâåííûì óìåíüøåíèåì êîýôôè-
öèåíòà ïîãëîùåíèÿ ôîòîíîâ.
***
Òàêèì îáðàçîì, â ïîëåâîì ôîòîòðàíçèñòîðå ñ êà-
íàëîì, ëåãèðîâàííûì îëîâîì, ó÷àñòîê ñ âûñîêèì äè-
íàìè÷åñêèì ñîïðîòèâëåíèåì ÿâëÿåòñÿ ïðîòÿæåííûì,
â îòëè÷èå îò òðàíçèñòîðà, ëåãèðîâàííîãî òåëëóðîì,
÷òî ñâÿçàíî ñ îñîáåííîñòÿìè ïðîöåññîâ çàïèðàíèÿ
êàíàëà â êàæäîì ñëó÷àå. Âûÿñíåíû ìåõàíèçìû ôî-
òî÷óâñòâèòåëüíîñòè è óñòàíîâëåíà ïðÿìàÿ çàâèñè-
ìîñòü ïðîöåññîâ âíóòðåííåãî óñèëåíèÿ ôîòîòîêà îò
êðóòèçíû ïåðåäàòî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè è âûõîäíîãî
äèíàìè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ.
Ðåçóëüòàòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû ïðè êîí-
ñòðóèðîâàíèè îïòîýëåêòðîííûõ ñõåì íà îñíîâå ïîëå-
âûõ ôîòîòðàíçèñòîðîâ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Äàíèëèí Â., Æóêîâà Ò., Êóçíåöîâ Þ. è äð. Òðàíçèñòîð íà
GaN ïîêà ñàìûé «êðåïêèé îðåøåê» // Ýëåêòðîíèêà: ÍÒÁ.�
2006.� ¹ 1.� Ñ. 1�10.
2. Òåõíèêà îïòè÷åñêîé ñâÿçè. Ôîòîïðèåìíèêè / Ïîä ðåä.
Ó Òñàíãà.� Ì.: Ìèð, 1988.
3. Àçèìîâ Ñ. À., Êàðàãåîðãèé-Àëêàëàåâ Ï. Ì., Êàðèìîâ À. Â.,
Ìèðçàáàåâ Ì. Îñîáåííîñòè ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè àðñåíèäãàë-
ëèåâûõ ñòðóêòóð òèïà ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà // Èçâåñòèÿ ÀÍ ÓçÑÑÐ.
Ñåð. Ôèç.-ìàò. íàóê.� 1979.� ¹ 2.� Ñ. 44�48.
4. Ìèëåõèí À. Ã. Ðàäèîòåõíè÷åñêèå ñõåìû íà ïîëåâûõ òðàí-
çèñòîðàõ.� Ì.: Ýíåðãèÿ, 1967.
5. Êàðèìîâ À. Â. Ôîòî÷óâñòâèòåëüíûå àðñåíèäãàëëèåâûå ïîëå-
âûå òðàíçèñòîðû ñ p�n ïåðåõîäîì // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ëà-
çåðíàÿ òåõíèêà è îïòîýëåêòðîíèêà.� 1987.� ¹ 2.� Ñ. 111�113.
6. Êàðèìîâ À. Â., ̈ äãîðîâà Ä. Ì. Ôèçè÷åñêèå ÿâëåíèÿ â àðñå-
íèäãàëëèåâûõ ñòðóêòóðàõ ñ ìèêðîñëîéíûì êâàçèèçîïåðèîäè÷å-
ñêèì ïåðåõîäîì.� Òàøêåíò: Ôàí, 2005.
7. Êîááîëä Ð. Òåîðèÿ è ïðèìåíåíèå ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ.�
Ë.: Ýíåðãèÿ, 1975.
8. Êàðèìîâ À. Â. Ìíîãîôóíêöèîíàëüíûå àðñåíèäãàëëèåâûå
òîíêîïåðåõîäíûå ñòðóêòóðû.� Òàøêåíò: ÔÀÍ, 1992.
9. Çè Ñ. Ì. Ôèçèêà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ. Êí. 1.�
Ì.: Ìèð, 1984.
ãäå ε, ε0 �
s �
Ñ �
äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü âàêóóìà è ïîëóïðî-
âîäíèêà, ñîîòâåòñòâåííî;
ïëîùàäü ïåðåõîäà "ñòîê�çàòâîð";
åìêîñòü çàòâîðà,
Ðèñ. 6. Ïîëåâàÿ çàâèñèìîñòü ñïåêòðàëüíîé ôîòî÷óâñòâè-
òåëüíîñòè ïðè ðàçëè÷íûõ äëèíàõ âîëí:
à � Vçè=�0,2 Â; á � Vçè=�0,4 Â; 1 � λ=0,7 ìêì; 2 � 0,78 ìêì;
3 � 0,86 ìêì; 4 � 0,88 ìêì; 5 � λ=0,92 ìêì
Iñè,
íîðì. åä.
1,5
1,0
0,5
0,0
6·104 7·104 8·104 9·104 Åñç, Â/ñì
1
2
3
4
5
á)
Iñè,
íîðì. åä.
3,0
2,0
1,0
0,0
6,0·104 8,0·104 Åñç, Â/ñì
1
2
3
4
5
à)
|