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微波pin二极管电阻与温度的联系

本站为您提供的微波pin二极管电阻与温度的关系, 微波pin二极管是一种应用非常广泛的微波控制器件,可以用来制作微波开关、微波衰减器、微波限幅器、微波移相器等。

  微波pin二极管是一种使用非常广泛的微波操控器材,能够用来制造微波开关、微波衰减器、微波限幅器、微波移相器等。

  在各类微波pin二极管电路使用中,二极管电阻的温度特性激烈地影响着微波电路的温度功能。pin二极管温度效应的研讨包含对迁移率和载流子寿数的温度特性的理论剖析和试验研讨。

  文中针对几种不同结构和钝化资料的pin二极管,对其温度功能进行了研讨,包含I区域载流子寿数与温度的联系、迁移率与温度的联系以及电阻与温度的联系,研讨标明:pin二极管电阻的温度功能首要依赖于二极管结电容的巨细。

  1 理论剖析

  在微波作业状况下,pin二极管的电阻与正向电流以及半导体资料参数相关。可用简化表达式来标明

  


公式

 

  式中:W为I区的厚度;IF为正向电流;μ为I区双极迁移率μ=μn+μp;τ为双极载流子寿数。式中,迁移率和载流子寿数与温度相关,即对电阻的温度功能有影响。

  1. 1 迁移率

  迁移率与温度的联系比较复杂,但在必定的温度规模内,半导体体内的杂质已悉数电离,本征激起还不非常显着时,载流子浓度根本不随温度改变,影响迁移率的许多要素中,晶格散射起首要效果,迁移率随温度升高而下降。一些学者的研讨成果标明,在一50~+200℃(223~473 K)内,迁移率和温度的联系可标明为

  


公式

 

  式中:n值为2~2.2;t0为常温,一般定为25℃(298 K)。

  1.2 少量载流子寿数

  少量载流子寿数不只遭到体内复合的影响,更为重要的是,很大程度上受外表状况的影响,τ是一个结构活络参数,是体内复合和外表复合的归纳成果,可标明为

  


公式

 

  式中:τv是体内复合寿数;τs是外表复合寿数。

  研讨发现:载流子寿数随温度的添加而添加,可标明为

  


公式

 

  式中m称之为载流子寿数因子。

  1.3 载流子寿数因子与电阻

  比较式(2)和式(4),在一50~+200℃(223~473 K)内(微波pin二极管一般的作业温度规模),令n=2,则得到微波pin二极管电阻的温度特性为

  


公式

 

  由式(5)能够看出,电阻的温度特性取决于迁移率和少量载流子寿数温度特性的归纳成果。

  图1是以载流子寿数因子m为参数,由式(5)得到的归一化电阻与温度的联系曲线。图1标明,pin二极管的电阻能够随载流子寿数的添加而添加,也能够是削减或坚持不变,当m=2时,pin二极管的电阻不随温度改变。

  


电阻与温度的联系曲线

 

  影响载流子寿数因子m值的要素许多,包含:二极管几许结构(I区域的宽度、结直径、结形状等)、外表钝化资料的电学性质,以及本征层的载流子浓度等。这些要素中,因为pin二极管的工区域的载流子浓度一般不高于1014cm-3,当外延资料杂质浓度安稳且缺点很少时,外延资料参数对载流子寿数因子的影响能够疏忽。需求要点研讨的是二极管几许结构、外表钝化资料对寿数因子m值的影响。

  

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