СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №3/2013

вольтные опто и лазерные пары (клю чи, коммутаторы с гальваноразвязкой) для построения импульсной техники от нано до фемтодиапазона. Одно из перспективнейших направ лений, на пределе существующихпред ставлений – это импульсные СВЧ гене раторы экситонной массы с фазовым сдвигом импульсного питающего СВЧ напряжения, когда длительность им пульсов короче временидлинысвобод ного пробега, а ещё «круче» – лавинной длины свободного пробега, которая в GaAs ≈ 35–40A, чтоприведёт к созданию перенаселённых экситонов в зоне про водимости и валентной зоне GaAs и, в итоге, к тера мазеру. Всё возможно. Что касается sMMIC на GaAs, то ком пания Freescale (США) ещё шесть лет назад, вероятно, реализовала гипер скоростныеМОПGaAs схемы [5] – сме лый, с огромными последствиями про ект, поскольку GaAs КМОП работают почти на порядок быстрее, чем крем ниевые КМОП, допустим, на тех же 30 нм. Вероятно, что у них всё давно уже поставлено на широкую ногу или научный поток. В заключение данного раздела отме тим, что в России есть практически всё, чтобы уже сегодня заняться гетеро SiC, гетеро SiC/GaN, приборами на основе алмаза и BN (BN поликристаллическо го исполнения в огромном количестве использовался в СССР предприятиями электронной промышленности в 60 70 х годах. Поразительных успехов на монокристаллическом BN достигли в Минске, да и в Обнинске, в филиале ФГУП «НИФХИ им. Л.Я. Карпова» об этомматериале имеют представление. Сегодня фактически наступила эпоха высоковольтнойСВЧ электроники, ина до перестраиваться. У неё широчайшие возможности по кардинальному изме нению архитектуры передающих СВЧ устройств, качества сигнала: его линей ности, устойчивостикЭМИ, подавлению шумов, практически отсутствующей об ратнойсвязипокорректировкесигнала, идеальности формы импульсов, малым паразитным ёмкостям, высокому коэф фициенту по мощности из за высоко вольтноговыхода,гальваноразвязкеидр. Ф ОТО И ОПТОЭЛЕКТРОНИКА , КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА Терагерцовыйдиапазонблизок к диа пазонуИКквантовых волн: 20 ТГц = 20 × × 10 12 , что вплотную приближается к волне такогоквантового генератора, как человек ( ≈ 8…10 мкм), и если он окажет ся вполе волны ≈ 150…200ТГц, токамера современной бытовой микроволновки покажется раем в сравнении с этим квантовыммазером. Лет через 10–20 та кие мазеры появятся, скорее всего, на InSb ( E g = 0,16 эВ; μ = 78000 см 2 /В × с), InAs ( E g = 0,33 эВ; μ = 33000 см 2 /В × с). А, воз можно, они уже есть. Это серьёзныйпо вод для размышлений. В силу соверше нства i GaAs структуры можно создать многие классы приборов с квантовой энергией, соответствующей E = h ν× с с длинойволны λ = 0,81мкм, приэтомпо лучатся абсолютно «чистые» (не заим ствованные) физические модели и тех нологические конструкции. Не только COOL диод, но и кванто вый генератор с новыми принципами массового заселения избыточными носителями заряда у краёв энергети ческой зоны GaAs, в принципе, и у Al GaAs, когда длину волны можно сдви нуть ближе к зелёному спектру. Данные квантовые генераторы ещё на бумаге, но технологически более доступны и дёшевы, а главное, более жёсткие и надёжные. Так что они мог ли бы пригодиться в системах зем ля–воздух, воздух–стратосфера, а мо жет, и в космосе. В случае наличия фи нансовых средств можно попробовать. Одной из самых перспективных мо делей или систем является микрокон троллер – драйвер –GaAs лазер – сило вой или СВЧ коммутатор на «домаш ней» длине волны λ = 0,81 мкм. Можно коммутировать десятки киловатт в наносекундном диапазоне, киловатты в пикодиапазоне и, возможно, сотни ватт в фемтодиапазоне. Причём с галь ванической развязкой. На вход пода ётся напряжение +5 В, выход зависит от разработчика – от единиц В до единиц кВ. Тоже удобно. Главное, тех нология имеется, ничего сложного, A IV B IV /A III B V и всё, больше ничего не надо. Эта же модель абсолютно годит ся для гелеоэнергетики с последова тельностью КПД = 25…28% (очень дёшево), ≈ 35…40% («чёрная» модель A IV B IV /A III B V – абсолютно «по зубам» Зеленограду, тоже недорого) и, на конец, >40% с МЭМС зеркалами Фре неля, это уже 2,0…2,5 КПД Усолья Си бирского или 1,8…2,0 КПД Новоче боксарска. Что значительно дешевле кремниевых мембран. Хотя для России малопонятно, зачем нам без солнца солнечные батареи. Сколько в году сол нечных дней в Москве? На Эльбрусе или Алтае – более приемлемый вари ант. Ещё лучше – в Сахаре. Для бизнеса неважно, откуда поступают деньги. Но для терагерцовой электроники в кос мосе – конечно, очень важно. З АКЛЮЧЕНИЕ Насегодняшнийденьавторамиподго товленооткрытоепредложение к губер наторамПоволжья–отНижнегоНовго рода до Саратова – используя озвучен ные в статье идеи (проект), создать Поволжскую электронную долину, от личающуюся от Подмосковной (Скол ково) ужеимеющимисяреальнымипро ектами. Если руководители Поволжс ких регионов задумаются о подлинных инновацияхв электронике, электротех нике, энергосбережении, то возможно развитие следующихнаправлений: мик ро и наноэлектроника (г. Саранск); СВЧ техника (г. Саратов, г. НижнийНов город, г. Ульяновск); электропривод, сол нечные батареи (г. Чебоксары); ветро энергетика (г. Ульяновск), ядерная тех нология для субнаноэлектроники или ядерная электроника (г. Саров, г. Дмит ровград), автоэлектроника (г. Тольятти, г. Нижний Новгород); светильники с излучением, абсолютно идентичным солнечному спектру (г. Саратов), особо чистыематериалынаосновемышьякаи его соединений (г. Саратов), силовые преобразователи для различных облас тей применения от РЖД и ТЭК до све тильников (практически все города Поволжья). Обозначенная география в совокупностиможет составить «Сколко во 2», и за 2,5–3 года вполне реально на ладить производство продукции миро вого класса для рынка ВТО. Л ИТЕРАТУРА 1. Алфёров Ж.И. «Физика и жизнь». Москва – Санкт Петербург. «Наука». 2001. 2. Войтович В.Е., Гордеев А.И., Думаневич А.Н. «GaAs диоды для PFC, SMPS, UPS, IPM, Solar Invertors и замены синхронных выпрями телей». «Силовая электроника». №6. 2012 г. 3. Войтович В.Е., Гордеев А.И., Думаневич А.Н. «Si, GaAs, SiC, GaN – силовая электроника. Сравнение, новые возможности» «Сило вая электроника». № 5. 2010 г. 4. Майская В. «Освоение терагерцовой ще ли. Полупроводниковые приборы втор гаются в субмиллиметровый диапазон». «Электроника НТБ». № 8. 2011 г. 5. 3DNews Daily Digital Digest «Freescale осво ила технологиюGaAs MOSFET» 01.02.2006 http://www.3dnews.ru/news/freescale_os voila_tehnologiu_gaas_mosfet/. 6. Десять патентов РФпо p i nGaAs техноло гии (авторы патентов: Войтович В.Е. , Ду маневич А.Н. и Гордеев А.И. ). РЫНОК 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2013