Самовоздействие сильных миллиметровых волн в волноводах с интегральными p-i-n-структурами
DOI:
https://doi.org/10.20535/S0021347018030032Ключові слова:
интегральная p-i-n-структура, миллиметровая волна, самовоздействие, бистабильностьАнотація
Теоретически исследовано нелинейное взаимодействие миллиметровых (мм) электромагнитных волн высокого уровня мощности с кремниевыми интегральными p-i-n-структурами, помещенными в металлический волновод. Проведена оценка уровня двойной инжекции носителей заряда вследствие детектирования электрического поля высокого уровня интенсивности миллиметрового диапазона в p-i-n-структурах. Сформулировано математическую модель взаимного влияния электромагнитных волн и инжектированных носителей зарядов в активной области p-i-n-структур. Найдено численное решение нелинейного уравнения Гельмгольца, дополненного надлежащими граничными условиями на границе активной области. Влияние электромагнитной волны высокого уровня мощности приводит к избыточной инжекции носителей в активную область полупроводника между p+-i, n+-i инжектирующими контактами и перераспределению электрического поля внутри структуры. Коэффициенты отражения и прохождения резко изменяются с изменением входной амплитуды электромагнитной волны. Это приводит к бистабильности этих коэффициентов. Бистабильность более выражена в низкочастотной части мм диапазона.Посилання
Pozar, M., Microwave Engineering. N.Y.: Wiley, 2010. 736 р.
Kwok, K. Ng, Complete Guide to Semiconductor Devices. N.Y.: Wiley-Interscience, 2002. 740 р.
Sze, S.; Kwok, K. Ng, Physics of Semiconductor Devices. N.Y.: Wiley-Interscience, 2006. 815 р.
Гусятинер, М. С. “О сопротивлении потерь p-i-n-структуры при прямом смещении,” Электронная техника. Сер. Полупроводниковые приборы, №. 7, С. 54–57, 1970.
Либерман, Л. С., “О сопротивлении p-i-n-диода на СВЧ,” Электронная техника. Сер. Полупроводниковые приборы, № 5, С. 16–21, 1971.
СВЧ устройства на полупроводниковых диодах. Проектирование и расчет. Под ред. И. В. Мальского, Б. А. Сестрорецкого. М.: Сов. радио, 1969, с. 414–572.
Адирович, Э. И.; Карагеоргий-Алкалаев, П. М.; Лейдерман, А. Ю., Токи двойной инжекции в полупроводниках. Под ред. Гальперина. М.: Сов. радио, 1978. 320 с.
Кошевая, С. В.; Кишенко, Я. И.; Смойловский, М. И.; Трапезон, В. А. “Быстродействующие широкополосные модуляторы на p-i-n-структурах (Обзор),” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 32, № 10, с. 14–23, 1989.
Grimalsky, V.; Koshevaya, S.; Zamudio-Lara, A.; Escobedo-Alatorre, J., “Terahertz modulators based on silicon p-i-n-structures in dielectric waveguides,” Terahertz Sci. Technol., Vol. 4, No. 2, P. 59–70, 2011. URI: http://www.tstnetwork.org/10.11906/TST.059-070.2011.06.08.
Koshevaya, S. V.; Gutierrez, E. A.; Moroz, I.; Tecpoyotl-T., M.; Grimalsky, V., “Injection problem in powerful quasi-optical modulator,” Proc. of Int. Conference on Microwaves and Radar, МIKON-98, 20–22 May 1998, Krakow, Poland. IEEE, 1998, Vol. 2, p. 348–350. DOI: https://doi.org/10.1109/MIKON.1998.740820.
Карушкин, Н. Ф.; Коберидзе, А. В.; Юнисов, Л. Е. “Экспериментальное исследование p-i-n-структур с толстой базой на высоком уровне мощности,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 33, № 3, С. 74–76, 1990.
Karushkin, N. F., “Millimeter-wave devices for modulation and switching,” Telecom. Radio Eng., Vol. 63, No. 7–12, P. 607–619, 2005. DOI: http://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v63.i7.30.
Запорожец, В. В.; Коберидзе, А. В.; Юнисов, Л. Е.; Яцюк, М. И. “Экспериментальное исследование СВЧ p-i-n диодах аттенюаторов на высоком уровне мощности,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 30, № 5, с. 94–96, 1987.
Владимиров, В. В.; Волков, А. Ф.; Мейлихов, Е. З. Плазма полупроводников. M.: Атомиздат, 1979. 256 с.
Yu, P. Y.; Cardona, M., Fundamentals of Semiconductors. N.Y.: Springer, 2010. 775 р.
Бонч-Бруевич, В. Л.; Калашников, С. Г., Физика полупроводников. М.: Наука, 1990. 685 с.
Пожела, Ю. К., Плазма и токовые неустойчивости в полупроводниках. М.: Наука, 1977. 367 с.
Смит, Р., Полупроводники. Пер. с англ. под ред. Н. А. Пенина. М.: Мир, 1982. 558 с.
Витлина, Р. A.; Дыхне, А., “Отражение электромагнитных волн от поверхности с мелким рельефом,” ЖЭТФ, Т. 99, № 6, С. 1758–1771, 1991.
Пикус, Г. Е., Основы теории полупроводниковых приборов. М.: Наука, 1965. 448 с.
Викулин, И. М.; Стафеев, В. И., Физика полупроводниковых приборов. М.: Радио и связь, 1990. 263 с.
Гаман, В. И., Физика полупроводниковых приборов. Томск: НТЛ, 2000. 426 с.
Cамарский, А. А.; Гулин, А. В., Численные методы. М.: Наука, 1989. 432 с.
Sadiku, M. N. O., Numerical Techniques in Electromagnetics, 2nd ed. N.Y.: CRC Press, 2000. 750 p.
Collin, R., Field Theory of Guided Waves. N.Y.: IEEE Press, 1991. 852 р.
Самарский, A. A., Теория разностных схем. М.: Наука, 1989. 616 с.
Gibbs, H. M., Optical Bistability. Orlando: Academic Press, 1985. 471 р.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Известия высших учебных заведений. РадиоэлектроникаИздатель 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:
- 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.
- 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.
- Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
- 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.
