авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Разработка фоточувствительных полупроводниковых приборов с отрицательной дифференциальной проводимостью

-- [ Страница 3 ] --

Рис. 12. Полупроводниковые структуры ПЧФ: а - линейная; б - дуговая; в - и г - математическое моделирование (сплошные) и экспериментальные (пунктирные) зависимости выходного сигнала U3 от координаты и угла

Линейный ПЧФ (рис. 12,а) представляет собой полупроводниковую p-n-p-структуру шириной 1,2 мм и толщиной 280 мкм, с двумя p-n-переходами, реализованными на глубинах 53 и 233 мкм в объеме полупроводника n - типа проводимости с сопротивлением 30 Ом·см. Удельное сопротивление p - областей составляет 250 Ом·см. На верхней фоточувствительной поверхности полупроводникового ПЧФ размещены два металлических электрода (по краям линейной структуры) для подключения источника питания, на противоположной стороне кристалла — третий выходной электрод. Дуговой ПЧФ (рис. 12,б) представляет собой аналогичную линейной полупроводниковую p-n-p - структуру шириной 1,5 мм с сечением трапецеидальной формы, радиусом 14 мм и толщиной 250 мкм. В качестве источника излучения используется ИК диод типа АЛ107Б. Диаметр светового зонда составляет 2 мм. Ток ИК диода во всех экспериментах составлял 40 мА. N-прибор реализован на основе комбинации двух транзисторов, соединенных по схеме модуляции тока базы основного транзистора дополнительным полевым транзистором с управляющим p-n - переходом. При этом затвор полевого транзистора соединен с коллектором биполярного транзистора. В качестве биполярного использован бескорпусной транзистор типа КТ 3107, в качестве полевого - бескорпусной транзистор типа КП 302.

На рис. 13 представлены выходные ВАХ, полученные в результате математического моделирования и экспериментального исследования в зависимости от координаты светового пучка для линейного (рис. 13,а) и дугового (рис. 13,б) комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника с N-образной ВАХ.

1 - 1 мм; 2 - 3 мм; 3 - 7 мм; 4 - 11 мм а) 1 - 10; 2 - 20 ; 3 - 30 ; 4 - 40 б)

Рис. 13. Результаты математического моделирования (сплошные) и экспериментальные (пунктирные) выходных ВАХ в зависимости от положения светового пучка для комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника с N-образной ВАХ: а – линейного; б - дугового

На рис. 14 представлены зависимости тока пика линейного (рис. 14,а) и дугового (рис. 14,б) комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника с N-образной ВАХ в зависимости от положения светового пучка, полученные в результате экспериментального исследования и математического моделирования.

а) б)

Рис. 14. Зависимость тока пика комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника с N-образной ВАХ в зависимости от координаты светового пучка:

а – линейного; б - дугового (моделирование (сплошные) и экспериментальные (точки))

В отсутствии освещения поверхности ПЧФ на выходной ВАХ комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника с N-образной ВАХ, участка ОДП не наблюдается. Движение пучка света по поверхности ПЧФ обеспечивает изменение падения напряжения на базовом электроде и, как следствие, появление на выходной вольт-амперной характеристике фотоприемника N-образного участка (рис. 13,а и б). Ток пика N-образной вольт-амперной характеристики комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника линейно зависит от координаты светового зонда на поверхности фоточувствительной области в диапазоне от 2 до 11 мм (рис. 14,а) и от 10 до 40 град. (рис. 14,б), для линейного и дугового фотоприемника, соответственно.

Сравнение результатов моделирования и экспериментальных исследований показывает их качественное согласование.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

  • Разработан интегральный позиционно-чувствительный полупроводниковый фотоприемник на основе пятислойной полупроводниковой структуры с N-образной вольт-амперной характеристикой. В результате физико-топологического и математического моделирования и экспериментального исследования такого фотоприемника показано, что в зависимости от пространственного положения светового зонда на фотоприемнике происходит увеличение тока пика N-образной вольт-амперной характеристики, либо его уменьшение вплоть до полного исчезновения N-участка на вольт-амперной характеристике, то есть такой фотоприемник является позиционно-чувствительным.
  • Разработан фоточувствительный полупроводниковый прибор с передаточной N-образной ВАХ на основе комбинации двух элементов с N-образной вольт-амперной характеристикой, один из которых включен в управляющую цепь второго. Проведенные математическое, физико-топологическое моделирование и экспериментальное исследование показывают, что такой прибор имеет N-образные статические передаточную и выходную характеристики, что обеспечивает ограничение максимальных рабочих токов во входной и выходной цепях, то есть защиту от перегрузок.
  • Разработан комбинированный полупроводниковый позиционно-чувствительный прибор с N-образной вольт-амперной характеристикой на базе полупроводникового позиционно-чувствительного фотоприемника и полупроводникового прибора с N-образной вольт-амперной характеристикой, проведено его моделирование и экспериментальное исследование, в результате чего показано, что ток пика N-образной вольт-амперной характеристики комбинированного позиционно-чувствительного фотоприемника линейно зависит от координаты светового зонда на поверхности фоточувствительной области линейного или дугового фотоприемника, что позволяет использовать такой фотоприемник в качестве координатного или углового управляемого фотопереключателя.

Публикации по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

  1. Корнеев И.В. Моделирование фотоприемника с отрицательной проводимостью на основе полупроводниковой структуры / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Известия вузов. Электроника. - 2006. - №4 - C. 88-89.
  2. Корнеев И.В. Устройство позиционирования на базе полупроводникового позиционно-чувствительного фотодатчика с отрицательной проводимостью / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, М.А. Терентьев // Нано- и микросиcтемная техника. – 2007. - №12. - C. 58-60.
  3. Корнеев И.В. Моделирование и исследование биполярного транзистора с передаточной N-образной вольт-амперной характеристикой / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Известия вузов. Электроника. – 2010. - № 4(84). – C. 14-19.
  4. Корнеев И.В. Моделирование и исследование негатрона с передаточной N-образной вольт-амперной характеристикой / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Нано- и микросиcтемная техника. – 2010. - №4 - C.17-24.
  5. Корнеев И.В. Двухполюсный позиционно-чувствительный фотодатчик с отрицательной дифференциальной проводимостью / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, В.А. Родионов // Нано- и микросиcтемная техника. – 2010. - №12 - C. 35-37.
  6. Корнеев И.В. Позиционно-чувствительный фотоприемник для фотоэлектрических преобразователей углов поворота / Н.Т. Гурин, С.Г. Новиков, И.В. Корнеев, А.А. Штанько, В.А.Родионов // Письма в Журнал технической физики. – 2011. – Т. 37, вып. 6. - С.57-62.

Патенты:

  1. Патент № 2309487 Российская Федерация. Фотоприемник с отрицательной проводимостью на основе полупроводниковой структуры / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.А. Каштанкин, И.В. Корнеев; заявитель и патентообладатель Ульяновский государственный университет. - опубл. 27.10.2007.
  2. Патент № 2428765 Российская Федерация. Полупроводниковый прибор со встроенной защитой в цепях управления и нагрузки / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев; заявитель и патентообладатель Ульяновский государственный университет. – опубл. 10.09.2011.
  3. Патент, заявка № 2010141198 Российская Федерация. Двухполюсный полупроводниковый позиционно-чувствительный фотоприемник с отрицательной дифференциальной проводимостью / Н.Т. Гурин, С.Г. Новиков, Е.В. Лычагин, В.А. Родионов, А.А. Штанько, И.В. Корнеев, В.А. Куприянов; заявитель и патентообладатель Ульяновский государственный университет. – заявка от 07.10.2010, решение о выдаче патента от 04.08.2011.

Статьи и материалы конференций:

  1. Корнеев И.В. Моделирование и исследование фоточувствительного полупроводникового прибора с отрицательной дифференциальной проводимостью / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации - Распознавание -2005»: материалы 7-ой Междунар. научн.-техн. конф. – Курск: - Изд-во КГТУ, – 2005 - С. 91-92.
  2. Корнеев И.В. Моделирование N – фотоприемника. / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники: труды Десятой Междунар. научн.-техн. конф. - Таганрог: Изд-во ТГРУ,– 2006 - С. 261-263.
  3. Корнеев И.В. Полупроводниковый позиционно-чувствительный фотодатчик с отрицательной проводимостью / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы: труды IX Междунар. конф. - Ульяновск, УлГУ,– 2007 - С.62.
  4. Корнеев И.В. Полупроводниковый позиционно-чувствительный фотодатчик с отрицательной проводимостью и устройство позиционирования на его основе / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, М.А. Терентьев // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т.11: Сборник трудов Четвертой Междунар. научн.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» - СПб.: Изд-во политехн. ун-та, -2007– С. 355-357.
  5. Корнеев И.В. Позиционный фотодатчик с отрицательной проводимостью. / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Девятая Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике - СПб.: Изд-во политехн. ун-та, – 2007 - С. 102.
  6. Корнеев И.В. Полупроводниковый позиционно-чувствительный фотодатчик с отрицательной проводимостью и устройства позиционирования на его основе / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Актуальные проблемы современной науки: Междунар. форум-конкурс– Самара – 2007 - С. 20-23.
  7. Корнеев И.В. Полупроводниковый прибор с передаточной N-образной вольт-амперной характеристикой / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, А.Г. Новикова // «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации - Распознавание 2008» : материалы 8-й Междунар. научн.-техн. конф.– Курск: Изд-во КГТУ,– 2008 – С. 123.
  8. Корнеев И.В. Полупроводниковый прибор с передаточной N-образной вольт-амперной характеристикой / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, А.Г. Новикова // Микроэлектроника и информатика 2008: материалы 15-ой Всерос. межвуз. научн.-технич. конф. студентов и аспирантов. - М: Изд-во МИЭТ, – 2008 – С.90.
  9. Корнеев И.В. Полупроводниковые приборы с передаточной вольт-амперной характеристикой N-типа и защитой от перенапряжения / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Высокие технологии, фундаментальные исследования, образование.: сб. трудов Седьмой Междунар. научн.-практич. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» – СПб. : Изд-во политехн. ун-та, 2009 – С. 109-110.
  10. Корнеев И.В. Моделирование и исследование биполярного транзистора с передаточной N-образной вольт-амперной характеристикой / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Радиоэлектронная техника: межвуз. сб. науч. трудов– Ульяновск,, 2009 - С. 14-20.
  11. Корнеев И.В. Многослойные фотоприемники с отрицательной проводимостью // Актуальные проблемы физической и функциональной электроники: материалы 12-й регион. научн. школы-семинара - Ульяновск Изд.-во: УлГТУ – 2009 - С. 46-48.
  12. Корнеев И.В. Позиционно-чувствительные фотоприемники для фотоэлектрических преобразователей координат и углов / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Радиоэлектронная техника: межвуз. сб. науч. трудов– Ульяновск, Изд.-во: УлГТУ, – 2010 – С. 20-26.
  13. Корнеев И.В. Позиционный фотодатчик / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, В.А. Родионов // труды Междунар.

    конф. "Современные проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, микро- и наносистем":– Ульяновск УлГУ,-2010 – С.199-201.

  14. Корнеев И.В. Позиционно-чувствительный комбинированный прибор с N-образной вольт-амперной характеристикой / Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, А.Н. Максин, С.Г. Новиков // Материалы IV Рос. семинара по волоконным лазерам – Ульяновск, УлГУ, 2010 - С. 125.
  15. Корнеев И.В. Позиционно-чувствительный N-фотоприемник / Н.Т. Гурин, С.Г. Новиков, И.В. Корнеев, А.Н. Максин // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации - Распознавание-2010– Курск, Изд-во КГТУ - 2010 - С. 91-93.
  16. Корнеев И.В. Позиционно-чувствительный фотоприемник / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии, микросистемы: труды XII Междун. конф. – Ульяновск, УлГУ, - 2010 - С. 18.
  17. Корнеев И.В. Моделирование позиционно-чувствительного фотоприемника с отрицательной дифференциальной проводимостью / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев // труды V Междунар. научн.-практ. конф. Информационные и коммуникационные технологии в образовании, науке и производстве: - Протвино,2011 – С. 48-49.
  18. Корнеев И.В. Угловой фотопреобразователь с отрицательной дифференциальной проводимостью / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, А.В. Евстигнеев // Опто- наноэлектроника, нанотехнологии, микросистемы: труды XIII Междун. конф. – Ульяновск, УлГУ, - 2011- С. 416.
  19. Корнеев И.В. Фотопреобразователь углов атаки / С.Г. Новиков, Н.Т. Гурин, И.В. Корнеев, и др. // материалы 1-й Всерос. научн.-практ. конф. Устройства измерения, сбора и обработки сигналов в информационно-управляющих комплексах: – Ульяновск, УлГТУ, - 2011 - С.108-115.


Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.