Презентация на тему "Современная электронная компонентная база на основе арсенида галлия"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  «Современная электронная компонентная база на основе арсенида галлия» (834) 225-46-74

  ОАО «Орбита» Докладчик: Зам. технического директора по техническому развитию и инновациям С. Н. Кузнецов

• 
  Слайд 2
  

  • GaAs – материал, сочетает преимущества Si (технология получения, формирование приборных структур) и SiC – широкий диапазон рабочих температур (до 250 oC), широкий диапазон рабочих частот – десятки и сотни ГГц, вполне оправданно занимает нишу между Si и SiC. Не претендуя на замену ни Si, ни SiC, GaAs позволяет достаточно технологично и относительно недорого изготавливать широкую гамму полупроводниковых приборов, начиная от самых маломощных и, заканчивая, силовыми полупроводниковыми приборами.
  • Быстродействие полупроводниковых приборов на GaAs на примере такого параметра как «Время восстановления обратного сопротивления» силовых диодов может составлять единицы нс без радиационной обработки.
• 
  Слайд 3

  Профиль концентрации примесей в GaAs p-i-n – структуре

• 
  Слайд 4
  

  Использование современного аналитического оборудования обеспечивает высококачественный

  анализ структуры, изготавливаемых кристаллов GaAsp-i-n– диодов (профилометр CVP 21 )

• 
  Слайд 5
  

  Электрические параметры диодов на основе GaAs(в сравнении с Si - диодами и SiC – диодами

  Шоттки )

  * Использованы материалы передовых фирм:

  • Кремниевые UFRED – HFA08TB60 (International Rectifier, США)
  • SiC ДШ – IDC08S60C (Infineon, Германия) и C3D08060G (Cree, США)
• 
  Слайд 6
  

  Кристаллы диодов АД6101Б (1,4X1,4 мм, Imax=1 А) и АД6106Б (7,0X7,0 мм, Imax=50А)

• 
  Слайд 7

  GaAs диоды в корпусе КТ-111А-2.01

  7

• 
  Слайд 8

  Электрические параметры GaAs диодов в корпусе КТ-111А-2.01

  8

  (основание корпуса - изолированное),

  - прямые токи – до 3 А,

  - прямые напряжения – не более 1,8 В на токе 3 А,

  - обратные напряжения – от 600 до 1000 В,

  - время обратного восстановления – от 20 до 60 нс,

  - рабочий диапазон температур – от минус 60 oCдо +250 oC,

  - тепловое сопротивление «Переход-корпус» – не более 80 oC/Вт

• 
  Слайд 9

  GaAs диоды в корпусе КТ-28 (ТО-220)

  9

• 
  Слайд 10

  Электрические параметры GaAs диодов в корпусе КТ-28 (ТО-220)

  10

  - прямые токи – до 15 А,

  - прямые напряжения – не более 2,0 В на токе 15 А,

  - обратные напряжения – от 600 до 1000 В,

  - время обратного восстановления – от 20 до 70 нс,

  рабочий диапазон температур – от минус 60 oCдо +150 oC

  тепловое сопротивление «Переход-корпус» – не более 15 oC/Вт

• 
  Слайд 11

  GaAs диоды в корпусе КТ-93-1 (SMD-0,5)

  11

• 
  Слайд 12

  Электрические параметры GaAs диодов в корпусе КТ-93-1 (SMD-0,5)

  12

  - прямые токи – до 15 А,

  - прямые напряжения – не более 2,0 В на токе 15 А,

  - обратные напряжения – от 600 до 1000 В,

  - время обратного восстановления – от 20 до 70 нс,

  - рабочий диапазон температур – от минус 60 oC до +250 oC,

  - тепловое сопротивление «Переход-корпус» – не более 10 oC/Вт

• 
  Слайд 13
  

  Динамические характеристики GaAs– диодов, производства ОАО «Орбита» (в сравнении с Si -

  быстровосстанавливающимися диодами)

  __Jпр__

  Jобр.вос.

  Tj=125 0C

  Tj=25 0C

  Tj=150 0C

  t, нс

  • Время обратного восстановления
  • Si– диод (БВД)
  • GaAs – диод (p-i-n - диод)

  13

• 
  Слайд 14
  

  Время обратного восстановления GaAs p-i-n – диодов(IF=1 А, UR=20 В, T=25 oC)

• 
  Слайд 15

  Обратная ветвь ВАХ диода АД6108Б

• 
  Слайд 16
  

  Электрические параметры быстродействующих GaAs-диодов, производства ОАО «Орбита»

  (в сравнении с диодами на основе Siи SiC)

• 
  Слайд 17
  

  - малых габаритов устройств при неизменных рабочих напряжениях и токах, за счёт перехода на более высокие частоты преобразования;

  - меньших потерь активной мощности, обусловленных протеканием обратных токов в GaAsдиодах;

  - высокой эффективности преобразовательных устройств за счёт быстрого восстановления обратного сопротивления GaAs диодов.

  Разработанные высоковольтные, высокотемпературные, быстродействующие GaAs-диоды имеют низкие значения времени trr во всём диапазоне рабочих температур кристалла (-60÷250 оС). К дополнительным достоинствам следует отнести малую ёмкость диодной структуры, слабо зависимую от обратного напряжения.

  Разработаны быстродействующие, высоковольтные, высокотемпературные GaAs-диоды, позволяющие достигнуть в преобразовательных устройствах следующих результатов:

• 
  Слайд 18
  
• 
  Слайд 19
  
• 
  Слайд 20

  Испытания чипов и приборов p-i-n−GaAs диодов показали следующее:

  1 P-i-n−GaAs диоды показали высокую устойчивость к лавинному пробою (энергостойкость);

  2 P-i-n−GaAs диоды показали высокие эксплуатационные характеристики и работоспособность при температуре окружающей среды − +250oСи продемонстрировали возможность работы в экстремальных условиях (в два раза выше требований военных стандартов «Климат-7» и стандарта США − MIL- STD-883);

  3 Результаты проведённых испытаний p-i-n−GaAs диодов указывают на реальную возможность широкого применения полупроводниковых приборов на основе GaAs в области силовой, быстродействующей, высокотемпературной электроники.

• 
  Слайд 21

  Биполярные гетеротранзисторына основе структур AlGaAs/GaAs

  Формирование встроенного поля в базе за счет изменения состава – уменьшение времени пролета

  Плавное изменение состава на границе эмиттер-база

  Резкое изменение состава на границе эмиттер-база

  «Сшивание» Физической структуры

• 
  Слайд 22

  Постановка задачи

  Одной из актуальных задач, с научной, технико-технологической и коммерческой точек зрения, является создание высококачественных высоковольтных СВЧ-транзисторов, работающих в сантиметровом диапазоне длин волн с возможностью применения во вторичных источниках питания. Разработка и изготовление подобных быстродействующих транзисторов возможна на основе AlGaAs/GaAs – гетеротранзисторных структур.

• 
  Слайд 23

  ПараметрыAlGaAs/GaAsгетероструктурных n-p-n - транзисторов

• 
  Слайд 24

  Кристаллы AlGaAs/GaAs – гетероструктурных n-p-n - транзисторов

• 
  Слайд 25

  AlGaAs/GaAs – гетероструктурные n-p-n – транзисторы в корпусе КТ-111

• 
  Слайд 26
  

  Выходная ВАХ (IC(UCE)) AlGaAs/GaAs – гетероструктурного n-p-n - транзистора

• 
  Слайд 27
  

  Переключательная характеристика AlGaAs/GaAs – гетероструктурного n-p-n – транзистора

  (длительность импульса 1 мкс)

• 
  Слайд 28
  

  Переключательная характеристикабыстродействующего Si n-p-n – транзистора (длительность

  импульса 1 мкс)

• 
  Слайд 29

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  Проводимые разработки позволяют существенно расширить спектр быстродействующих полупроводниковых приборов и технологий гетероструктур для современных приборов твердотельной СВЧ-электроники (биполярные гетеротранзисторы, резонансно-туннельные диоды и т. п.)

• 
  Слайд 30
  

  Спасибо за внимание