Моделирование лавинно-каскадного умножения первичных фотоэлектронов в обратно смещенной pn–i–pn структуре

Автор(и)

  • Константин Александрович Лукин Институт радиофизики и электроники Национальной Академии наук Украины, Україна
  • Павел Павлович Максимов Институт радиофизики и электроники Национальной Академии наук Украины, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347009050021

Анотація

Выполнено моделирование лавинно-каскадного умножения первичных фотоэлектронов в обратно смещенной pn–i–pn структуре с положительной обратной связью по дрейфовому току между p–n переходами. В качестве объекта исследований рассматривается система уравнений диффузионно-дрейфовой модели (ДДМ) обратно смещенных p–n переходов с ударной ионизацией. Рассчитаны основные характеристики фотоумножителя на основе pn–i–pn структур — коэффициент усиления, быстродействие и шум лавинного умножения, и проведено их сравнение с характеристиками лавинного фотодиода (ЛФД).

Посилання

Зи С. Физика полупроводниковых приборов : Т. 2 / С. Зи — М. : Мир, 1984. — 456 с.

Hamamatsu Photonics K. K. Characteristics and use of Si APD (Avalanche Photodiode) / Hamamatsu Photonics K. K., Solid State Division. — 2000. — P. 1–12.

Анисимова И. Д. Полупроводниковые фотоумножители. Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра / И. Д. Анисимова, И. М. Викулин,Ф. А. Заитов, Ш. Д. Курмашев. — М. : Радио и связь, 1984. — 216 с.

Сагыдов З. Я. Сверхчувствительный лавинный фотоприемник с поверхностным переносом заряда / З. Я. Сагыдов, М. К. Сулейманов, Т. Ю. Бокова // Письма в журнал технической физики. — 2000. — T. 2, № 7. — С. 75–79.

Бурбаев Т. М. Высокочастотные свойства лавинного умножения фотоносителей в структурах с отрицательной обратной связью / Т. М. Бурбаев, В. А. Курбатов, Н. Е. Курочкин, В. А. Холоднов // Физика и техника полупроводников. — 2000. — Т. 34, вып. 8. — С. 1010–1013.

Тагер А. С. Лавинно-пролетный диод и его применение в технике СВЧ / А. С. Тагер // Успехи физических наук. — 1966. — Т. 90, № 4. — С. 631–666. — http://data.ufn.ru//ufn66/ufn66_12 /Russian/r6612d.pdf.

Тагер А. С. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ / А. С. Тагер, В. М. Вальд-Перлов. — М. : Сов. радио, 1968. — 480 с.

Lukin K. A. Internal Amplification of Current Pulses Inside a Reverse–Biased PNIPN–Structure / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, A.A. Colavita, and P.P. Maksymov // International Journal of Modelling and Simulation. — 2003. — Vol. 23, No. 2. — P. 77–84.

Лукин К. А. Лавинно-каскадное усиление импульса в pn–i–pn структуре с обратно смещенными p–n переходами / К. А. Лукин, П. П. Максимов // Радиофизика и электроника. — Харьков : Ин-т радиофизики и электрон. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 118–124.

Lukin K. A. Chaotic instability of currents in a reverse biased multilayered structure / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, A. A. Colavita // Appl. Phys. Lett. — 1997. — Vol. 71, No. 17. — P. 2484–2486.

Lukin K. A. Current Oscillations in Avalanche Particle Detectors with p–n–i–p–n–Structure / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, A.A. Colavita // IEEE Transactions on Electron Devices — 1996. — Vol. 43, No. 3. — P. 473–478.

Керрол Дж. Свч-генераторы на горячих электронах / Дж. Керрол. — М. : Мир, 1972. — 384 с.

Польский В. С. Численное моделирование полупроводниковых приборов / В. С. Польский. — Рига : Зинатие, 1986. — 75 с.

Лукин К. А. Модифицированный метод встречных прогонок / К. А. Лукин, П. П. Максимов // Радиофизика и электроника. — Харьков : Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. — 1999. — Т. 4, № 1. — C. 83–86.

Лукин К. А. Метод расчета полупроводниковых структур с резкими p–n переходами / К. А. Лукин, П. П. Максимов // Радиофизика и электрон. — Харьков : Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. — 1999. — Т. 4, № 1. — C. 87–92.

Лукин К. А. Моделирование внутреннего усиления импульсов тока в обратно смещенных полупроводниковых pn–i–pn структурах / К. А. Лукин, П. П. Максимов, А. А. Колавита, Х. А. Сердейра // Радиофизика и электроника. — Харьков : Ин-т Радиофизики и электрон. НАН Украины. — 1999. — Т. 4, № 3. — С. 31–36.

Лукин К. А. Статические электрические поля в обратно смещенных pn–i–pn структурах / К. А Лукин, П. П. Максимов // Радиофизика и электроника. — Харьков : Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. — 2002. — Т. 7, № 2. — C. 317–322.

Лукин К. А. Метод расчета лавинных p–n переходов в режиме автогенерации / К. А. Лукин, П. П. Максимов // Радиофизика и электроника. — Харьков : Ин-т радиофизики и электрон. НАН Украины. — 2005. — Т. 10, № 1. — С. 109–115.

Самарский А. А. Разностные методы решения задач газовой динамики / А. А.Самарский, Ю. П. Попов. — М. : Наука, 1980. — 352 с.

Lukin K. A. Self–oscillations in reverse biased p–n junction with current injection / K. A. Lukin, H. A. Cerdeira, and P. P. Maksymov // Appl. Phys. Lett. — 2003. — Vol. 83, No. 20. — P. 4643–4645.

Гартман В. Фотоэлектронные умножители / В. Гартман и Бернгард. — М.-Л. : Госэнергоиздат, 1961. — 208 с.

Опубліковано

2009-05-02

Як цитувати

Лукин, К. А., & Максимов, П. П. (2009). Моделирование лавинно-каскадного умножения первичных фотоэлектронов в обратно смещенной pn–i–pn структуре. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 52(5), 14–24. https://doi.org/10.20535/S0021347009050021

Номер

Том 52 № 5 (2009)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.