Полупроводниковый прибор

и 858493 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8 У(51)М. Кл. с присоединением заявки-ЬеударетеапаН квинтет СССР до делам нзебретеекв и открытий(71) Заявитель Минский радиотехнический институт(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР 1Изобретение относится к обпасти полупроводниковой микроэлектроникив частности к трехэлектродным полупроводниковым приборам с отрицательнойдифференциальной проводимостью, и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре различного назначения,в частности в переключакхцих и логических схемах.Известен полупроводниковый прибор с.отрицательной дифференциальной проводимостью, содержаший три области р+-типа, область и типа 113 .Недостатком его является большое время переключения.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сушности является полупроводниковый прибор с отрицательнойдифференциальной проводимостью, содержаший полупроводниковую подложку, вкоторой образованы полевые транзисторы,зоодин иэ которых имеет встроенный канал с областями стоков, истоков и каналов 122 . 2Однако для такого прибора также ха рактерно большое время переключения, связанное с тем, что участок с отрицательной дифференциальной проводимостью вольтамперной характеристики на выходе получают за счет модуляции тока неосновных носителей , заряда в базе, про- текаюшего через канал, выходным напряжением, прикладываемым к коллектору, образующему с этим каналом р-и-переход. При этом переключение прибора иэ одного устойчивого состояния в другое происходит с задержкой, которая вызвана расасыванием накопленных в приколлекторной области базы кеосновныхносителей заряда (например, электронов в базе р-типа).Белью изобретения является уменьшение времени переключения.Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковом приборе с отрипательной дифференциальной проводимостью, содержашем полупроводниковую подложку, . в которой образованы полевые транзис3 85849торы, один иэ которых имеет встроенныйканал с областями стоков, истоков и каналов,область стока транзистора со встроеннымканалом выполнена в форме кольца, внутренний диаметр которого не превышаетудвоенной ширины области пространственного заряда в подложке, а над каналомэтого транзистора сформирован изолированный затвор, гальванически связанныйс контактом к стоку второго транэисто Ора, расположенного внутри области стока транзистора со встроенным каналом,На чертеже изображен предлагаемыйполупроводниковый прибор.Прибор содержит полупроводниковую 15подложку 1, области истока 2, стока3, канала 4, изолированный затвор 5 полевого транзистора со встроенным каналом; области истока 6, стоке 7, канал8 другого полевого транзистора, электроды 9 - 11 к соответствующим облас. тям,Полупроводниковый прибор работаетследующим образом,Входное управляющее напряжение прик ладывается плюсом к электроду 10 и минусом к электроду 9, а выходное напряжение питания - плюсом к электроду 11и минусом к электроду 9. Вначале принапряжении на электроде 10 вследствиетого, что внутренний диаметр областистока 3, одновременно определяющийдиаметр области канала 8, не превышаетудвоенной ширины области пространственного заряда в подложке, т.е, область35канала 8 сомкнута и с увеличением выходного напряжения нв выходе ток не появляется, ток на выходе равен нулю,При некотором положительном напряжении на электроде, смещаюшем р-и-пе 40реход стока 3 - подложка в прямом направлении, в результате сужения области .пространственного заряда этого р-п-перехода область канала 8 открывается ипо нему течет выходной ток по цепи45электрод 11 - область стока 7 - областьканала 8 - область истока 6 - электрод9. В то же время, поскольку р-и-переход область стока 3 - подложка смещается в прямом направлении, то по цепиэлектрод 10 - область истока 2 - об 50ласть канала 4 - область стока 3 - область канада 8 - область стока 7, также течет ток, При этом величина напряжения, смещвющего р-п-переход областистока 3 - подложка в прямом направлении, определяется напряжением, прикладываемым к электройу 10 области истока2 и зависит от сопротивления канала 4,3 акоторым область истока 2 соединена собластью стока 3,При увеличении выходного напряжения,приклвдываемого к электродам 11 и 9,ток на выходе, протекающий от областиистока 6 к области стока 7 через область канала 8, будет расти, Однако,вследствие того, что электрод 11 области стока 7 гальванически связан с изолированным затвором 5, рост выходноготока при некотором значении напряженияна выходе замедляется и начинает падать.Это объясняется тем,. что канал 4, соединяющий область стока 3 с областьюистока 2,начинает обедняться под действием иолохсительного напряжения назатворе, т.е. его сопротивление начинает расти и при некотором напряжениина выходе вообще закроется. В своюочередь модуляция проводимости области канала вызывает уменьшение, а принекотором выходном напряжении сведение К нулю прямого напряжения на р-ипереходе область стока 3 - подложкаа это вызывает расширение его областипространственного заряда, сужение и последующую отсечку канала 8. Так квк висходном состоянии при напряжении нвр-и-переходе, равном нулю, область канала сомкнута, выходной ток, начиная снекоторого напряжения нв выходе, начинает падать до своего нулевого значенияи на выходной вольтамперной характерис-;тике прибора появляется учвсток с отрицательной дифференциальной проводимостью,При ступенчатом изменении входногоуправляющего напряжения на электроде10 может быть получено семейство выходных вольтамперных характеристикприбора.Поскольку все токи в приборе обусловлены переносом основных носителейзаряда, то в отличие от аналогичныхполулроводниковых приборов с отрицательной дифференциальной проводимостьюпроцессы накопления и рассасывания неосновных носителей заряда в предлагаемом приборе не происходят. Это позволяет исключить задержку при переключении прибора, вызваннуюпроцессом рассасывания неосновных носителей заряда,в следовательно, уменьшить время переключения предлагаемого полупроводнитсового прибора с отрицательной дифференциальной проводимостью.Использование изобретения позволитполучить полупроводниковые устройства с отрицательной дифференциальнойСоставитель Т. Воронвжцеввузнецова Техред Л.Пекарь Корректор В. Бутяга кто Заказ 05/ аж 761 Госудврс Москв Ти НИИПфили П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная 5 858493 6 проводимостью с )меньшим временем пе- со встроенным каналом выполнена в реключения, что обеспечит повышение форме копьца, внутренний .диаметр кото- быстродействия переключающих и логи- рого не превъппает удвоенной ширины обческих схем на их основе. ласти пространственного заряда в подложке, в нвд каналом этого транзистора сформирован изопированный затвор, гальваф ормула изобретения нически связанный с контактом к стокувторого транзистора, расположенногоПолупроводниковый прибор с отрицв внутри области стока транзистора со тельной дифференциальной проводимостью, 1 р встроенным каналом. содержащий попупроводниковую подложку, Источники информации, в которой образованы полевые транзис- принятые во внимание цри эмспертиэе торы, один из которых имеет встроенный 1. Патент США М 4032961, канал с областями стоков, истоков и кв- кл. 357-57, опубпик. 1976. налов, о т л и ч а ю ш и й с я тем, 1 2. Авторское. сВидетельство СССР что .с целью уменьшения времени пе- % 633395, кл. Н 01 Ь 27/04, 1978Ю- 1рекпючения, обпасть стока транзистора (прсеотип).