СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №7/2015

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 17 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2015 10 –13 10 –12 10 –11 10 –10 10 –9 10 –8 10 –7 10 –6 10 –5 –25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 Напряжение, В Ток, А 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14 10 16 ε нч ε рч ε ик ε опт ε = 1 ν , Гц ε пока лучшей или отработанной ALD- технологией пассивации на установ- ках фирмы Beneq (Финляндия), тем не менее, можно говорить о свойствах гото- вого к применению i-GaAs-изолятора. Повышение рабочей температуры i-GaAs-кристалла не приводило к ката- строфическому росту тока и, в целом, был достигнут блестящий обнадёжива- ющий результат: ток утечки p–i–nGaAs- конденсатора составил при температуре кристалла T j = 300 ° C не более 10 –6 А/мм 2 , что при параметре удельной ёмкости в 1,5–1,8 пФ/мм 2 вполне допустимо для построения сверхдобротных (до 10 000) СВЧ-GaAs варикапов, как полевых, так и релятивистских. При приложении переменного элек- трического поля к ионно-связанному LPE i-GaAs-диэлектрику с увеличением частоты СВЧ-сигнала ω поляризуемость ионно-связанной молекулы GaAs будет постепенно запаздывать относительно частоты сигнала, что приведёт к изме- нению диэлектрической проницаемо- сти (или к дисперсии ε ). На рисунке 9 приведена классиче- ская зависимость диэлектрической проницаемости от частоты проходя- щего через тело диэлектрика высоко- частотного сигнала [11]. В работе Павлова и Хохлова [11] пока- зано, что на частотах 10 4 –10 5 Гц гасят- ся разновидности объёмно-зарядовой поляризации (электроны, ионы). При повышении частоты волны, проходя- щей через диэлектрик, до 10 5 –10 11 Гц диэлектрическая проницаемость умень- шается вследствие ослабления тепло- вых механизмов поляризации (элек- тронная, ионная, дипольная). «При частотах, соответствующих инфра- красной области спектра (10 12 –10 15 Гц) происходит запаздывание ионной упругой и дипольной упругой поляри- зации. В области оптических частот (10 15 → 10 17 Гц) диэлектрическая прони- цаемость обусловлена только электрон- ной упругой поляризуемостью. В полях с частотами выше 10 17 –10 18 Гц поляри- зация уже невозможна и ε = 1» [11]. Далее, исходя из уравнений Максвел- ла, показатель преломления , где μ – относительная магнитная про- ницаемость диэлектрика. Тогда, с учё- том того, что на оптических частотах μ ≈ 1, следует, что ε opt = n 2 . Необходимо отметить, что элек- тронная упругая поляризуемость в LPE i-GaAs ожидается значительно ранее, то есть в более ближнем частотном диапа- зоне, точнее, в среднем инфракрасном диапазоне длин волн. Вышеперечисленные законы пове- дения ε = f( ω ) позволяют реализовать совершенно новые конструкции LPE i-GaAs-приборов на основе уже не зон- ной, а фотонной проводимости. Приведём простейший пример такой конструкции триодного типа. Структуру изолятора, показанную на рисунке 10, можно представить в виде комбинации ёмкостей (конденсато- ров) на основе Hf 2 O ( ε > 120) и i-GaAs ( ε ≈ 12). Общая ёмкость такой после- довательной комбинации ёмкостей будет обусловлена в основном ёмкостя- ми областей (а) и (б) i-GaAs-структуры. Предположим, что l + L ≈ 50 мкм, тог- да напряжение пробоя такой структу- ры составит не менее 1200 В. Электро- магнитная волна пройдёт это рассто- яние за: с (или ω ≈ → 300 ГГц). Другими словами, при V DC = 1000 В можно оперировать частотами в субте- рагерцовом диапазоне 100–500 ГГц (!) при очень приличных уровнях мощ- ности. Для справки: GaAs MHEMT D0071Hф. OMMIC (Франция) с предельной часто- той в 300 ГГц (длина канала 70 нм) функционируют при предельном напряжении питания V DC ≤ 3,0В. При приложении СВЧ-сигнала к (а)-области i-GaAs структуры диэлек- трическая проницаемость (а)-области изменится в сторону уменьшения, что вызовет в целом изменение реактив- ного сопротивления при фиксиро- Микроконтроллеры Atmel ® |SMART ™ Компания Rainbow предлагает со склада и под заказ новейшие микроконтроллеры Atmel на базе высокопроизводительной и энергоэффективной архитектуры ARM Cortex-M0+ www.rtcs.ru Москва Екатеринбург Санкт-Петербург Новосибирск Киев Минск (495) 665-0201 (343) 272-0020 (812) 324-0902 (383) 211-9087 (+38 044) 520-0477 (+375 17) 220-7692 info@rtcs.ru eburg@rtcs.ru spb@rtcs.ru nsk@rtcs.ru svl@rainbow.com.ua chip@rainbow.by SAM D10/D11 – нижнего ценового диапазона SAM D20/D21 – общего применения  оптимальное сочетание цена / функционал  до 16 КБ FLASH, 3 USART/SPI/I2C, USB 2.0  до 256 КБ FLASH, 32 КБ ОЗУ, 6 USART/SPI/I2C  USB 2.0 Full Speed Host/Device  контроллер емкостных сенсоров касания SAM L21 – с пониженным энергопотреблением SAM С20/С21 – промышленного назначения  идеальны для батарейного питания  35 мкА/МГц в активном режиме  200 нА в режиме глубокого сна  напряжение питания 2,7–5,5 В  интерфейсы CAN, LIN, SMBus, RS485  диапазон рабочих температур до +105°С Ре клама Рис. 8. ВАХ p-i-n 250В GaAs структуры (конденсатора площадью 1,7 × 1,7 мм 2 ) Рис. 9. Классическая зависимость диэлектрической проницаемости от частоты проходящего через тело диэлектрика высокочастотного сигнала © СТА-ПРЕСС