автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Микроволновые фотоэлектрические свойства двухэлектродных полупроводниковых структур

На правах рукописи

Шибаев Станислав Сергеевич

МИКРОВОЛНОВЫЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДВУХЭЛЕКТРОДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР

Специальность 05.27.01 — Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Таганрог 2006

Работа выполнена на кафедре радиотехнической электроники Таганрогского государственного радиотехнического университета

Научный руководитель — заслуженный деятель науки и техники РФ, действительный член РАИН, доктор физико-математических наук, профессор Малышев В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Балим Г.М. (Таганрогский государственный радиотехнический университет, г. Таганрог)

кандидат технических наук, ведущий инженер Лебедев В.К. (ФГУП РЗ «Прибор», г. Ростов-на-Дону)

Ведущая организация: ФГУП «Таганрогский научно-исследовательский институт связи», г. Таганрог

Защита состоится « 22 » июня 2006 г. в 1420 часов на заседании диссертационного совета Д 212.259.04 в Таганрогском государственном радиотехническом университете по адресу: 347928, Ростовская обл., г. Таганрог, ул. Шевченко 2, ауд. Е-306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Авторефе

Ученый с диссертаг

к.т.н., доцент И.Б. Старченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Появление и широкое развитие оптических систем связи, оптоволоконное управление фазированными антенными решетками, а также бурное развитие монолитных интегральных схем СВЧ диапазона, в том числе с оптическим управлением, заставляет подробно исследовать те физические процессы взаимодействия модулированного света и носителей заряда в полупроводниковых структурах, которые определяют работу этих систем. И, хотя в основе этих физических процессов лежат явления световой генерации носителей, с одной стороны, и их рекомбинация - с другой, эти явления, особенно в теоретическом плане, исследованы недостаточно полно.

Все более возрастающий интерес приобретает оптическое управление полупроводниковыми приборами в СВЧ диапазоне. Развитие интегральной технологии, волоконной и интегральной оптики, а также появление инжекци-онных лазеров открыло новые возможности, и в настоящее время такие приборы выполняют функции модуляции, переключения, усиления, управление фазой и т.д. Оптическое управление полупроводниковыми СВЧ приборами обеспечивает ряд существенных преимуществ по сравнению с другими методами. Наиболее важными из них является высокая степень развязки СВЧ тракта от цепей постоянного тока, что обеспечивает широкую полосу рабочих частот, короткое время фотоотклика, определяющее быстродействие и высокие модуляционные способности, совместимость с волоконно-оптической и интегрально-оптической технологией, позволяющая повысить технические характеристики, а также значительно снизить себестоимость.

В последние годы появился ряд публикаций, посвященных вопросам практического применения микроволновых устройств с оптическим управлением. Зарубежные фирмы и институты заявляют о создании как пассивных СВЧ устройств (фазовращателей, коммутаторов), так и активных приборов с оптическим управлением, в частности, оптически управляемых ФАР и АФАР, объемных интегральных СВЧ схем. В этих публикациях основное внимание уделяется принципам построения устройств, их конструкции и технологии изготовления, вопросам их применения, и практически совсем не описываются теоретические модели. Это и определяет актуальность данной работы, посвященной теоретическому и экспериментальному исследованию вопросов взаимодействия света, в частности, модулированного микроволнами и микроволнового поля в полупроводниковых фотоприемных устройствах с учетом ряда особенностей генерационно-рекомбинационных процессов.

Целью диссертационной работы является теоретическое исследование влияния генерационно-рекомбинационных процессов на параметры однородных по структуре и диодных полупроводниковых структур, способных работать в микроволновом диапазоне длин волн, при воздействии на эти

структуры амплитудно-модулированного (АМ) света совместно с постоянным и высокочастотным переменным электрическими полями, а также экспериментальное исследование ряда свойств полупроводниковых приборов при таком фотоэлектрическом воздействии.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработка аналитической модели взаимодействия АМ оптического излучения и ВЧ поля в полупроводниковых структурах, а также модели учета зависимости параметров рекомбинации носителей от их скорости и методов определения этих параметров.

2. Теоретическое исследование влияния генерационно-рекомбинационных процессов при взаимодействии АМ света и ВЧ поля на параметры объема полупроводника и на его частотно-преобразовательные свойства при бигармоническом воздействии с учетом и без учета явлений разогрева носителей в сильном электрическом поле.

3. Построение теории управляемой светом микроволновой проводимости полупроводника с омическими контактами при учете влияния переменного объемного заряда в предположении известной объемной проводимости.

4. Разработка аналитической модели воздействия оптического излучения на слой умножения лавинно-пролетного диода (ЛПД), оценка результатов такого воздействия на СВЧ комплексную проводимость ЛПД, а также теоретическое исследование частотно-преобразовательных свойств диодных структур (ЛФД и р-ьп ФД) при приеме АМ света и при наличии ВЧ поля.

5. Анализ воздействия генерационно-рекомбинационных процессов на работу автоколебательной системы на ЛПД (автогенерация, регенеративное усиление частоты модуляции света и синхронизация ею генератора).

6. Экспериментальное исследование преобразовательных свойств приборов с лавинным умножением и р-1-п фотодиодов при приеме АМ света и определение рекомбинационных параметров полупроводников.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведено теоретическое исследование взаимодействия АМ света с высокочастотным полем в объеме полупроводника и в диодных структурах с учетом зависимости рекомбинационных параметров от скорости носителей и электрического поля и предложены методы определения этих параметров.

2. Впервые в рамках локально-полевого приближения проведен анализ влияния АМ света и постоянного и СВЧ полей на микроволновую проводимость и ток в объеме однородного полупроводника с учетом зависящей от электрического поля рекомбинации носителей, а также с учетом разогрева носителей в постоянном и СВЧ полях. Получены зависимости компонент тока и микроволновой проводимости от параметров такого воздействия.

3. Предложена теоретическая модель влияния генерационно-рекомбинационных процессов на активную область ЛГТД. Получены соотношения для расчета оптически управляемой комплексной электронной проводимости ЛПД.

4. Проведен теоретический анализ преобразовательных свойств диодных структур при приеме АМ света.

5. Предложен алгоритм расчета оптимизированного по выходной мощности оптически управляемого автогенератора на ЛПД, а также дана теория нелинейного регенеративного усиления частоты модуляции света и синхронизации автогенератора на ЛПД этой частотой.

6. Проведено экспериментальное исследование преобразовательных свойств ЛФД и рч-п ФД при приеме АМ света. Проведено экспериментальное определение рекомбинационных параметров в СсШе.

Практическая значимость полученных в работе результатов:

1. Полученные решения позволяют проводить расчет объемных полупроводниковых микроволновых устройств с оптическим управлением.

2. Полученные результаты позволяют оценивать и оптимизировать характеристики СВЧ устройств на активных диодах с оптическим управлением.

3. Показано, что диодные структуры с лавинным умножением могут с успехом применяться в системах приема модулированных оптических сигналов, в частности, с преобразованием частоты модуляции.

4. Результаты работы внедрены в НИР "Марьяж" (г.Баку), НИР "Го-рожанка-Т" (г.Таганрог), в учебном процессе ТРТУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Аналитическая модель учета генерационно-рекомбинационных процессов в полупроводниковых приборах при воздействии АМ света, постоянного и СВЧ полей с учетом зависимостей поперечного сечения рекомбинации от скорости носителей и электрического поля и результаты расчета рекомбинационных параметров в конкретных полупроводниках.

2. Локально-полевая модель влияния разогревных и генерационно-рекомбинационных процессов на объемную комплексную микроволновую проводимость и частотно-преобразовательные свойства объема полупроводника.

3. Диффузионно-дрейфовая модель оптически управляемой полной микроволновой комплексной проводимости объема полупроводника.

4. Результаты теоретического исследования воздействия оптического излучения на параметры и характеристики ЛПД и исследования преобразовательных свойств диодных структур (ЛФД и р-1-п ФД).

5. Результаты теоретического исследования влияния генерационно-рекомбинационных процессов на параметры и характеристики ЛПД-автогенератора с оптическим управлением, регенеративного усилителя частоты модуляции света и синхронизованного этой частотой генератора.

6. Результаты экспериментального исследования преобразовательных свойств диодных структур при приеме модулированных по интенсивности оптических сигналов и экспериментального определения рекомбинационных параметров в CdSe.

Реализация результатов работы. Полученные в ходе выполнения диссертационной работы результаты нашли практическое применение в научно-исследовательских работах лаборатории «Оптоэлектроники» ТРТУ, отдела функциональной электроники ОКБ космического приборостроения Азербайджанского Национального Аэрокосмического Агентства (г.Баку), используются в научных исследованиях и учебном процессе при подготовке студентов кафедры радиотехнической электроники в Таганрогском государственном радиотехническом университете.

Апробация результатов работы. Результаты диссертационной работы были доложены и обсуждались на следующих конференциях:

- VII международная крымская конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии, сентябрь, г.Севастополь, Украина, 1997 г.;

- VIII международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-2002», Дивно-морское, сентябрь 2002 г.;

- Всероссийская конференция "Излучение и рассеяние ЭМВ" ИРЭМВ-2001, ТРТУ, Таганрог, июнь 2001 г.;

- Международная научно-техническая конференция "Оптика, оптоэлектроника и технологии", Ульяновск, июнь, 2001 г.;

- Международная научно-техническая конференция «Оптика полупроводников 2000», Ульяновск, июнь 2000 г.;

- VII международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-2000», Дивно-морское, сентябрь 2000 г.;

- VI международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», Дивноморское, сентябрь, 1999 г.;

- III международная научно-техническая конференция «Электроника и ин-форматика-XXl век», Зеленоград, ноябрь 2000 г.

- V международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», Дивноморское, 6-11 сентябрь, 1998 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 27 научных работ, из них 10 статей и 17 тезисов докладов на научно-технических конференциях различного уровня.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложения. Содержание диссертации изложено на 145 страницах (без приложений) и включает 64 рисунка и 105 наименований отечественной и зарубежной литературы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обозначены цель и основные задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, показаны научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, приведено краткое содержание диссертационной работы.

Первый раздел носит постановочный характер - рассмотрена фотопроводимость полупроводникового образца в отсутствии переменного электрического поля при воздействии постоянной засветки. При этом общий вид уравнения кинетики генерационно-рекомбинационных процессов для носителей какого-либо одного знака (например, электронов) имеет вид:

^- = От+кь10-Кп, (1)

где От - скорость тепловой генерации носителей, кь10- скорость их световой генерации, а Я,, - интенсивность рекомбинационных процессов, 10- интенсивность падающего на полупроводник света. Причем

=(1-Г0)(г|^а/Ьс)-(1/20)- |к2с12 (г|- квантовая эффективность, Г0- коэф-

0

фициент отражения света от поверхности полупроводника, с — скорость света, X - его длина волны, а - коэффициент поглощения света).

Скорость рекомбинации при квадратичном ее характере определяется выражением:

=а(Ут+м0(Е0)Е0)пр, (2)

где пир — концентрации электронов и дырок, ст - поперечное сечение процесса рекомбинации, Ут - тепловая скорость носителей, Е0 - напряженность постоянного электрического поля, причем зависимость подвижности ц0=ц00/[1 + Е0/Еп] от поля характеризует эффект насыщения дрейфовой скорости в сильных полях (Еп - величина поля насыщения, ц00 = цп +|-1р-

суммарная подвижность электронов и дырок в отсутствии поля). Т.к. сечение рекомбинации ст, в общем случае, зависит от полной постоянной средней скорости носителей = Ут +Ц0Е0 и ряд работ по экспериментальному определению зависимости этого параметра от скорости носителей в некоторых полупроводниках (Шокли, Ван Русбрек) предлагают конкретную зависимость ст(У), то для учета этой зависимости при аналитическом рассмотрении гене-рационно-рекомбинационных процессов предложено использовать аппроксимацию:

а = а0У-т, (3)

где с0 и ш - параметры аппроксимации (рекомбинационные параметры).

В этом же разделе приведены результаты расчета параметров рекомбинации на основе известных экспериментальных зависимостей а(У) в йе и СёБ. Предложены методы экспериментального определения зависимости о(У) по измерению статической вольтамперной характеристики полупроводникового образца при облучении его постоянным и модулированным по амплитуде (АМ) световым потоком с известными параметрами.

Во втором разделе рассматриваются фотоэлектрические микроволновые свойства однородного полупроводника. Основой физической модели служит уравнение непрерывности, которое в локально-полевом приближении для носителей какого-либо одного знака (в случае собственного поглощения света концентрация избыточных дырок р_ равна концентрации избыточных электронов п_) имеет вид:

<1п_ /ск = От +к1_(10 + 1т со5(<о21))-11 , (4)

в котором учтено, что поглощение света происходит в направлении, перпендикулярном направлению электрического поля и тока (поле и ток считаются равномерными по длине образца, К - скорость рекомбинации, 1тсоз(ю21) -переменная составляющая интенсивности.

Скорость рекомбинации Я в переменном поле равна Я = а(Ут + ц0Е0 + |1,Ет со5(ы,1))пр, где пир — концентрации электронов и дырок, с - сечение рекомбинации, ц0 и ц, = Ц0ЕП /(Еп + Е0) - подвижности в постоянном и переменном поле, соответственно ( Е0 - напряженность постоянного электрического поля, Ет со8(со,0 - переменная составляющая напряженности электрического поля,).

С учетом зависимости сечения рекомбинации а от скорости носителей, определенной в первом разделе, коэффициент рекомбинации в переменном поле имеет вид:

=ст0[Ут+ц0Е0+ц,Е_1"т «ст0[УТ+1Д0Е01"т + + Ц1сг0(1-т)[УТ +^0Е0]-т-Е. =а + ЬЕ_ Уравнение (4) принимает при этом (в приближении п. « п0 ) вид:

<1п_ /Л = Ст +кь(10 + 1т соз(ш20)-(а + ЬЕт со$(со,г)Хпо + 2п0п_). (6) Решение этого уравнения позволяет определить величины концентрационных составляющих, дающие вклад в полный спектр тока однородного полупроводника.

Рассчитанные для собственного кремния зависимости компонент микроволновой комплексной удельной проводимости ст, + jаг от величины постоянного поля Е0 при различных величинах интенсивности света 10 приведены на рис. 1.

объемная микроволновая проводимость полупроводника

Рис.1

На рис.2 показаны зависимости от 10 и Е0 плотности тока разностной частоты (со, -ю2), характеризующей преобразовательные свойства объема полупроводника, определяемые в основном параметрическим взаимодействием при частичном проявлении рекомбинационной нелинейности.

На достаточно высоких частотах, когда период колебаний соизмерим с временами релаксации средней энергии \У (т№0) и квазиимпульса р (тр)

носителей, процессы разогрева носителей начинают управляться внешним полем, что, естественно, отражается на микроволновой объемной проводимости полупроводников.

Времена релаксации зависят от энергии Ш по закону

% =*Ро(™то)-\ =тад0^/\У0)-\где АУ0 = 1,5кТ -энергия

плотность тока разностной частоты в объеме полупроводника

0.02т

0.5 1 1.5 1

Е01X10* В/см

\Е„ = 510' В/см Е„ = 510э В/см 1„ = 0.01 Вт/см2

--¿и = 100 МГц

8101

МО4

005 0.1 0.15

1„ Вт/см2

Рис.2

кристаллической решетки, виц- целые и полуцелые числа, определяемые конкретным механизмом рассеяния (например, в наиболее распространенном случае для обычных температур - рассеянии на акустических фононах: э = 0,5, 4 = 0,5).

Физической моделью в данном случае служит система уравнений разогрева и дрейфа:

ёе _ ерЕ

аГ

шДо

+ £ Тшп Л

„ р ч \V-Wo = еЕ—— (1 + зе), е = -----

(7)

ьр0 "о

где е и ш0 - заряд и эффективная масса носителей. Результатом решения системы (7) методом гармонического баланса, когда р = р0 + р, собо^ + р2зтсо1; Е = Е0+ЕтсоБСо1; е = е0+е, созю1 + Б2зтсй1, с учетом генерационно-рекомбинационных процессов в виде (в случае квадратичной рекомбинации) с!п/<к = йт +кь10-п2/т ; (т"1 = ^ст), являются соотношения, которые позволяют при известных механизмах рассеяния носителей в данном конкретном полупроводнике, строго определить его параметры с целью использования его в монолитных микроволновых интегральных схемах с оптическим управлением.

На рис.3 представлены частотные зависимости активной ст, и реактивной аг составляющих оптически управляемой удельной проводимости, а также зависимости их от постоянного поля Е0 при различных интенсивностях оптической засветки 10.

В этом же разделе в рамках диффузионно-дрейфового приближения с учетом влияния поля Епз пространственного заряда рассмотрена полная проводимость полупроводника конечных размеров, ограниченного по длине омическими контактами.

микроволновая объемная проводимость полупроводника с учетом разогрева носителей

10'4 Сим/см

Эт

Е„ = 10 5 В/см 1„ = 0.1Вт/см! Ет =500 В/см

310' >

5-103 ^Оу

О 200 400 600 800 1000

Г, ГГц

а,,*10'* Сим/см 6 '

Ч 0.4 Ет = 5( Г »100 )0 В/см ГГц

0.3

— 0

1„=0.1 Вт/см1

4 6

Е„,х 103 В/см

суг, X10"* Сим/см 15

=1 Г 3- У В/см 510'

///\ / 9 10'

■о =0 Е. = 1 Вт/см2 00 В/см

200 400 600 800 1000 Г, ГГц

0г,х 10"* Сим/см 3

Рис.3

Анализ построен на учете полученных ранее значений ст, и стг и на решении уравнений непрерывности

-ф_/& = -к»р_ = <Иу|_ =Э1_/Зх = р0(ЭУ_/дх) + У0(ар_/Эх)-В(Э2р./5х2) и Пуассона дЕпз/дх = р_/£ (О — коэффициент диффузии, р- объемная плотность заряда, г - абсолютная диэлектрическая проницаемость, У0 + V. - скорость дрейфа) с граничными условиями и последующим определением наведенного тока.

В третьем разделе проводится анализ воздействия генерационно-рекомбинационных процессов на параметры диодных структур (в том числе с лавинным умножением).

В первой части даются результаты анализа влияния облучения на СВЧ комплексную проводимость лавинно-пролетного диода (ЛПД). В качестве физической модели рассматривается ридовская структура ЛПД, в активной

области которого происходят процессы, вызванные не только лавинным размножением носителей, но и их оптической генерацией. На основе решения уравнений непрерывности для носителей обоих типов:

$- = -|7- + кь1о+кь1-+Ст+а]/е-К; (8)

сл <Эх е

5 = %- + Мо+кь1. + От+а]/е-К, (9)

сл 5х е

где кь10; - скорости постоянной и переменной световой генерации носителей; су/е- интенсивность лавинного умножения носителей (а - коэффициент лавинной ионизации носителей, который мы считаем одинаковым (средним) для электронов и дырок); Ст - скорость тепловой генерации носителей; Л - интенсивность рекомбинационных процессов; j = jл + }р — плотность полного тока, получены соотношения для расчета оптически управляемой комплексной электронной проводимости ЛПД Уе =Се+]Ве, годограф которой при отсутствии и наличии засветки приведен на рис.4.

годограф полной проводимости ЛПД

Рис.4

Видно, что активная компонента комплексной электронной проводимости ЛПД при изменении интенсивности света 10 меняется довольно существенно, причем следует отметить не только абсолютное снижение максимума

частотной зависимости ,но и смещение этого максимума в область более высоких частот. Показано, что ввиду питания ЛПД источником с бесконечно большим внутренним сопротивлением ("источник тока"), воздействие оптического излучения приводит к снижению постоянного напряжения ио (или напряженности постоянного поля в слое умножения) на диоде (рис.5), что снижает интенсивность лавинных процессов, лавина становится менее инерционной — угол |3, отставания лавинного тока от переменного напряжения в слое умножения снижается (рис.5), она смещается в область ускоряющего СВЧ поля и отбирает от него энергию, что и приводит к снижению и смещению ее максимума в область более высоких частот. Цифры на рис.5 соответствуют кремниевому ЛПД средней мощности сантиметрового диапазона.

влияние облучения на постоянное напряжение на ЛПД и фазовое запаздывание лавинного тока диода

и°,В Р|, град.

и0(10) Р|(1о)

Рис.5

Влияние же оптического облучения на реактивную составляющую комплексной электронной проводимости Ве не велико (рис.4). Это объясняется тем, что основной вклад в реактивную составляющую полной проводимости ЛПД вносит емкостная проводимость, определяемая величиной емкости пролетной области, и в меньшей степени процессы в лавинной и пролетной областях.

Во второй части раздела проведен анализ преобразовательных свойств лавинного фотодиода (ЛФД) при приеме модулированного по интенсивности света 10 +1т -««(со^) при наличии в переходе диода суммы постоянной и переменной составляющих напряженности электрического поля Е0+Е, -соб^^). Решение уравнений (8) и (9) дает возможность рассчитать полный спектр тока через диод и выделить из него интересующую нас в дан-

ном случае компоненту разностной частоты (со,—со2). На рис.6 приведены расчетные зависимости амплитуды плотности тока разностной частоты ^ от амплитуды переменного электрического поля на переходе Е, при различных амплитудах 1т переменного светового потока и, наоборот, от 1т при разных Е,, позволяющие определить основные параметры преобразовательного режима ЛФД и оптимизировать их.

плотность тока разностной частоты ЛФД в режиме преобразования

А/см2

Ьч<Е,) ¿ПчС^т)

Рис.6

В третьей части раздела изложена основанная на материалах раздела 2 теория преобразовательных свойств р-ьп фотодиода. Из этой теории, в частности, следует весьма невысокий коэффициент преобразования, вызванный той зависимостью а от Е, которая принята во внимание для случая р-1-п фотодиода впервые в этой работе. Если эту зависимость не учитывать, то коэффициент преобразования будет равен нулю, так как даже параметрического преобразования в данном случае не происходит ввиду практического отсутствия заметной зависимости обратного тока диода от обратного напряжения. Зависимости для р-Ьп фотодиода, аналогичные предыдущему случаю, приведены на рис.7.

Четвертый раздел посвящен теоретическому исследованию оптически управляемого генератора на ЛПД (ГЛПД), работающего в режимах автогенерации, регенеративного усиления частоты модуляции света и синхронизации ГЛПД этой частотой.

плотность тока разностной частоты р-ьп ФД

]пч,мкА/смг Зпч,мкА/сма

Ли(Е,) Ли От)

Рис.7

На основе обобщенной схемы оптически управляемого ГЛПД (рис.8), на которой изображен ЛПД, обладающий комплексной электронной проводимостью Уе = + jBe, подключенный к резонатору, представленному параллельным контуром с параметрами Ь, С и проводимостью потерь О , 1в - ток внешнего возбуждения (фототок с амплитудой 1ф ), пропорциональный амплитуде переменной интенсивности света: 1в = 1ф собоЛ (причем при 1т = 0, 1Ф также равен нулю), ЩО = А(0соз[йП + ф0)]= А(0собу ,

эквивалентная схема ОГЛПД

Рис.8

путем решения дифференциального уравнения для этой схемы

(12и/с112 +со2и = (о>2 + (10)

методом медленно меняющихся амплитуд получены укороченные уравнения в виде:

dcp

dT

dA dt

co„

g>o

2Qt

G.(A)

+ A —

1-

ю

2 4

CO

con

Qh2-

GSA

-coscp

sin ф +

B.(A)

G,

(П)

(12)

где: <3Н2 =а0С/От , йг- =СН+С.

Полученные уравнения являются основой анализа оптически управляемого ГЛПД в различных режимах.

1) Режим свободной генерации при воздействии постоянного света, т.е. при 1ф=0. При этом из стационарного варианта (ёА/ск = с1ф/ёг = 0) уравнений 12 и 13 следуют классические выражения для баланса амплитуд и фаз: Ое=-Сн-С; — Ве = (1 -(оо0/ш)1)соС , которые совместно с полученными в третьем разделе выражениями для компонент комплексной электронной проводимости ЛПД в, и В, позволяют определить амплитуду А и частоту со колебаний автогенератора в стационарном режиме.

Р. мВт

зависимость Р(10) 1000 -

Optical power, W/cm

эксперимент

Рис.9

На рис.9 приведены теоретические, полученные в рамках данной работы, зависимости выходной мощности P = 0,5GHA2 от величины интенсивности воздействующего оптического излучения 10 при различных величинах проводимости потерь G в резонаторе (однозначно связанной с добротностью колебательной системы) и аналогичные, имеющиеся в литературе (Kiehl R.A. Optically induced AM and FM in IMP ATT diode oscillator. IEEE Trans., 1980,

у.ЕБ-27, №2, рр.426-432), экспериментальные зависимости при различных величинах добротности <3 резонансной системы. Видно качественное соответствие теоретических и экспериментальных данных.

В рамках данного рассмотрения предложен алгоритм расчета оптимизированного по выходной мощности ЛПД автогенератора с оптическим управлением.

2) Режим регенеративного усиления частоты модуляции света и синхронизации этой частотой генератора на ЛПД.

Решая стационарный вариант соотношений (11) и (12) относительно втф и соБф, а затем, возводя в квадрат и почленно складывая результаты, получено уравнение:

А2(Ог+Ое(А))2+А:

1-

ш„

©

ооС + Ве(А)

= 1

(13)

На основе известного из раздела 3 вида функций Ое(А) и Ве(А), из (13) получено уравнение для анализа амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) усилителей, работающих в нелинейном режиме, и синхронизованных автогенераторов. На рис.10 приведена рассчитанная АЧХ усилителя на ЛПД, при различных величинах степени возбуждения © = Ог0 Юг, где Ое0- проводимость Ое ЛПД при А = 0.

АЧХ усилителя на ЛПД

Кр.дБ

1, = ]0Вт/см! I, =0,1 Вт/см'

0,886 / \

У1,709 4

0 = 0,479

Рис.10

В этом же разделе получено выражение для расчета полосы синхронизации синхронизованного внешним АМ оптическим сигналом ГЛПД.

Пятый раздел посвящен экспериментальному исследованию ряда фотоэлектрических свойств полупроводниковых приборов.

Применительно к учитываемым в данной работе генерационно-рекомбинационным процессам, описанию и методике определения которых посвящен первый раздел, экспериментально были получены зависимости вре-

мен жизни носителей заряда в собственном Сс15е от температуры. Измерения проводились для трех различных образцов фоторезисторов одного и того же типа. На рис.11а) представлены полученные таким образом зависимости и результат усреднения по трем образцам.

т.мкс 26Т

Результаты определения рекомбинационных параметров в СёЭе

о(У)-Н0.см-'

ч

N '»Л

> •V.

чч

Л

280 300 320 340 360 380 400 420 Т. К

а) т(Т)

1.15

1.2 1.25 V, х107 см/с

б) К0а(У)

1.35

Рис.11

Используя полученную зависимость т(Т), с учетом выражения т = тч = (стУп0У , а также того, что п0 = Де/2кТ) (N<.,1^- эф-

фективные плотности состояний в зоне проводимости и валентной зоне) и V = (ЗкТ/ш0)0,5 при А£ = 1,7эВ (для С<18е), обозначая =Л/ИСКУ , можно получить зависимость

ст(У)-К0 = ехр(Де/2кТ)/т(Т)-У(Т), результаты расчета которой представлены на рис.116).

В работе проводилось также экспериментальное исследование преобразовательных свойств диодных структур, а именно ЛФД и рч-п ФД.

На исследуемые диоды подавалось как постоянное напряжение смещения, равное 25 В, так и переменное (сигнал гетеродина) с амплитудой иг. Приборы находились под воздействием АМ света. Частота гетеродина равнялась Гг = 100 МГц, а частота модуляции света была Гт = 10 МГц. Регистрировался при этом сигнал разностной (промежуточной) частоты на 90 МГц.

В ходе эксперимента в обоих случаях снимались зависимости амплитуды сигнала разностной комбинационной частоты ( ит ) от амплитуды сигнала гетеродина ( иг ) и от амплитуды сигнала прямого детектирования ис , кото-

рая пропорциональна амплитуде модуляции интенсивности АМ света.

Результаты измерения зависимостей ипч=А(иг) при различных ис приведены для ЛФД на рис. 12а. Из этих зависимостей по некоторым точкам (иг=100 мВ; иг=200 мВ; иг=300 мВ) были получены зависимости

ипч^Сис) (рис.126).

Результаты экспериментального исследования приема АМ света на ЛФД в режиме преобразования

а)ипч=ЯСиг) б)ипч=А[ис)

Рис.12

Видно, что экспериментальные зависимости качественно согласуются с полученными в теоретической части раздела 3.

Из рисунков видно, что эффективность преобразования превышает единицу при превышении амплитуды напряжения гетеродина некоторой величины, что дает возможность применять лавинные ФД в гетеродинных фотоприемниках не только с повышенной многоканальностью и широкополосно-стью, но и с большей чувствительностью в сравнении с приемниками прямого фотодетектирования.

На рис.13 даны полученные в данной работе аналогичные экспериментальные зависимости для случая р-ьп фотодиода. Видно, что коэффициент преобразования в этом случае на 2 порядка меньше, чем в случае ЛФД, что подтверждает выводы теории. В то же время этот коэффициент отличен от нуля, что также подтверждает необходимость учета тех особенностей генера-ционно-рекомбинационных процессов, которые в данной работе впервые принимаются во внимание при анализе фотоприема.

Результаты экспериментального исследования преобразовательного режима при приеме АМ света р-ьп фотодиодом

и„ч,мВ

а)ит=циг) б)иш=я;ис)

Рис.13

В заключении приведены основные результаты выполненных исследований и выводы по работе.

В приложении приведен обзор имеющейся литературы по теме диссертации, программы расчетов и акты внедрения результатов работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем:

1. На основе приведенных в литературе и полученных в рамках данной работы зависимостей сечения рекомбинации носителей (либо времени жизни) от температуры рассчитаны зависимости рекомбинационных параметров от скорости носителей.

2. В рамках локально-полевой модели проведен анализ воздействия облучения и генерационно-рекомбинационных процессов на ток и микроволновую проводимость объема однородного полупроводника. Получены соотношения для расчета оптически управляемой объемной и полной микроволновой проводимости с учетом разогрева носителей в электрическом поле.

3. Проведен анализ влияния облучения и генерационно-рекомбинационных процессов на параметры лавинных диодов. Получены соотношения для расчета комплексной проводимости ЛПД при таком воздействии. Проведено теоретическое исследование преобразовательных свойств диодных структур.

4. Получены результаты теоретического исследования влияния опти-

ческого облучения на характеристики ЛПД генератора. Выявлено уменьшение мощности генератора с увеличением интенсивности засветки. Показано, что полученный результат согласуется с имеющимися в литературе экспериментальными данными. Предложена методика проектирования оптимизированных по выходной мощности ЛПД-автогенераторов с оптическим управлением.

5. В рамках метода медленно меняющихся амплитуд получены соотношения для расчета АЧХ регенеративного усилителя сигнала частоты модуляции модулированного по интенсивности света на ЛПД и полосы синхронизации ЛПД-генератора этим сигналом.

6. Проведено экспериментальное исследование преобразовательных свойств диодов с лавинным умножением и p-i-n фотодиодов при приеме AM света. Показано их соответствие теоретическим результатам. Экспериментально определена зависимость рекомбинационных параметров в CdSe от скорости носителей.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Малышев В. А., Шибаев С.С. Влияние генерационно-рекомбинационных процессов на комплексную электронную проводимость лавинно-пролетных диодов. — Радиотехника, №10,2005 г., с.21-24.

2. Малышев В.А., Шибаев С.С. Теория объемной СВЧ и КВЧ проводимости полупроводников. - ЖЭДТ (Журнал электродинамики и техники СВЧ, КВЧ и оптических частот), №3 (35), т.Ю, 2002 г., с.242-245.

3. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Теория высокочастотной фотопроводимости полупроводников с линейной варьируемой полем рекомбинацией и с учетом реакции комплексной нагрузки. - Сб. Известия ТРТУ, 2000 г., № 1, с.бб-68.

4. Шибаев С.С. Влияние генерационно-рекомбинационных процессов на ток в слое умножения лавинных приборов. - Сб. Известия ТРТУ, 2000 г., №3(17), с.78-81.

5. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Определение зависимости поперечного сечения рекомбинации носителей заряда от их скорости. -Международная научно-техническая конференция «Оптика полупроводников 2000», Ульяновск, 19 -24 июня 2000 г., c.l 11.

6. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Параметры рекомбинации носителей заряда в германии и сернистом кадмии. - Международная научно-техническая конференция «Оптика полупроводников 2000», Ульяновск, 19 -24 июня 2000 г., с.112.

7. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С. Анализ нелинейного воздействия амплитудно-модулированного света с постоянным и переменным электрическими полями в объеме фотоприемника. - Международная научно-техническая конференция «Оптика полупроводников 2000», Ульяновск, 19 —

24 июня 2000 г., с.113.

8. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Методика определения параметров аппроксимации зависимости поперечного сечения рекомбинации носителей от их скорости. - Седьмая международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-2000», Дивноморское, 17-22 сентября 2000г., с.115-117.

9. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Нелинейная теория взаимодействия амплитудно-модулированного света и поля в полупроводниковых фотоприемниках. - Третья международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика-ХХ1 век», Зеленоград, 22-24 ноября 2000г., с.80-81.

10. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Нелинейное взаимодействие амплитудно-модулированного света и поля в слое лавинного умножения полупроводниковых фотоприемников. - Третья международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика-ХХ 1 век», Зеленоград, 22-24 ноября 2000г., с.82.

11. Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Методы определения зависимости поперечного сечения рекомбинации носителей заряда в фотоприемниках от скорости носителей. - Седьмая международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-2000», Дивноморское, 17-22 сентября 2000 г., с.118-120.

12. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С. Квазилинейный анализ взаимодействия амплитудно-модулированного света с постоянным и переменным электрическими полями в объеме фотоприемника. - Седьмая международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-2000», Дивноморское, 17-22 сентября 2000 г., с.121-123.

13. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С., Филь К.А. К теории регенеративного микроволнового фотоприема на диоде Ганна. - Всероссийская конференция "Излучение и рассеяние ЭМВ" ИРЭМВ-2001, Таганрог, Россия, июнь 18-23,2001, с.273-275.

14. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С., Филь К.А. Феноменологическая теория микроволновой объемной проводимости полупроводников с учетом влияния на время релаксации квазиимпульса носителей заряда разогрева их полем. - Всероссийская конференция "Излучение и рассеяние ЭМВ" ИРЭМВ-2001, Таганрог. Россия, июнь 18-23,2001, с.276-278.

15. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С. Приближенная нелинейная теория взаимодействия амплитудно-модулированного света с постоянным и переменным электрическими полями в объеме фотоприемника. - Сб. Известия ТРТУ, № 1, 2001 г., с.86-89.

16. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Определение зависи-

мости поперечного сечения рекомбинации носителей заряда от их скорости и энергии в Ge и CdS. - Известия ТРТУ № 1,2001 г., с.90.

17. Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С. Об учете влияния генерационно-рекомбинационных процессов на работу полупроводниковых приборов. - Международная научно-техническая конференция "Оптика, оптоэлектроника и технологии", Ульяновск, 25-29 июня, 2001, с. 34.

18. Таранович A.B., Шибаев С.С. Активные фотоприемные устройства,- Седьмая международная крымская конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Украина, 15-18 сентября 1997г., т.1,с.419.

19. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С., Филь К.А. Регенеративный фотоприем на диоде Ганна. - Сб. Известия ТРТУ № 1, 2002 г., с.62-65.

20. Шибаев С.С. Теория микроволновой проводимости полупроводников конечных размеров,- Сб. Известия ТРТУ № 1,2002 г., с.66.

21. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Анализ спектра тока фотодиодного преобразователя микроволновой частоты модуляции света с учетом влияния гетеродина на рекомбинационные процессы в диоде. - Восьмая международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-2002», 17-22 сентября 2002 г., Дивноморское, с. 112-114.

22. Таранович A.B., Шибаев С.С. Полупроводниковые фотоприемные устройства. - Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов, Таганрог, октябрь 1997 г., с.27.

23. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Определение комплексной проводимости полупроводников при наличии переменного внешнего напряжения и переменного светового потока. Известия ТРТУ №2, Таганрог, 1999, с.141-144.

24. Малышев В.А., Червяков Г.Г. Шибаев С.С. Теория высокочастотной фотопроводимости полупроводников с линейной варьируемой полем рекомбинацией и с учетом реакции комплексной нагрузки. - Шестая международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», «ПЭМ-1999», Дивноморское, 6-11 сентября, 1999, с.95.

25. Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Фотоприемные устройства. Известия ТРТУ №3, Таганрог, 1998, с.129.

26. Червяков Г.Г Шибаев С.С. Определение параметров рекомбинации носителей в объеме и на контактах полупроводника при учете реальных ВАХ. - Пятая международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники», Дивноморское, 6-11 сентября, 1998, с.143.

27. Таранович A.B., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Активные фотопри-

емные устройства. - Седьмая международная крымская конференция «СВЧ-техника и телеком. Технол.» (КрыМиКо-97), Севастополь, Крым, Украина, 1518 сентября, Т.1, 1997, с.420-421.

Личный вклад автора в публикациях, выполненных в соавторстве, состоит в следующем:

в [1,10,21,25,27] — выполнен анализ влияния генерационно-рекомбинационных процессов на ток в обедненном слое диодных структур, а также получены соотношения и проведен расчет комплексной СВЧ проводимости ЛПД;

в [2,3,7,9,12,14,15,18,22-24] - выполнены теоретические исследования нелинейных микроволновых свойств объема полупроводника при бигармони-ческом воздействии AM света и СВЧ поля с учетом рекомбинационной и ра-зогревной нелинейностей, получены расчетные соотношения;

в [5,6,8,11,16,17,26] - проведен анализ учета зависимости поперечного сечения рекомбинации от электрического поля, проведен расчет зависимости рекомбинационных параметров от скорости носителей в Ge и CdS на основе приведенных в литературе экспериментальных данных;

' в [13,19] — проведен анализ регенеративного воздействия AM света на диодный автогенератор, получены расчетные соотношения.

Издательство Таганрогского государствежого радиотехнического университета Зак. №_. Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. Учет генерационно-рекомбинационных процессов и способы определения рекомбинационных параметров.

1.1. Аналитическая модель учета зависимости поперечного сечения рекомбинации от скорости носителей.

1.2. Определение рекомбинационных параметров на основе зависимостей поперечного сечения рекомбинации носителей заряда от их скорости.

1.3. Методы экспериментального определения зависимости параметров рекомбинации в фотоприемниках от электрического поля.

1.4. Итоги раздела.

РАЗДЕЛ 2. Анализ микроволновых оптоэлектронных свойств объема полупроводника.

2.1. Анализ фотопроводимости полупроводника при воздействии амплитудно-модулированного света и переменного электрического поля.

2.2. Анализ микроволновой объемной проводимости облучаемых светом полупроводников с учетом разогрева носителей заряда.

2.3. Теория микроволновой проводимости облучаемых светом полупроводников с омическими контактами.

2.4. Итоги раздела.:.

РАЗДЕЛ 3. Анализ влияния генерационно-рекомбинационных процессов и облучения светом на параметры диодных структур.

3.1. Влияние генерационно-рекомбинационных процессов и облучения светом на комплексную электронную проводимость лавинно-пролетных диодов (ЛПД).

3.2. Преобразование частоты модуляции света лавинным фотодиодом.

3.3. Анализ преобразовательных свойств p-i-n фотодиода при оптикоэлектронном воздействии.

3.4. Итоги раздела.

РАЗДЕЛ 4. Оптическое управление параметрами активных микроволновых устройств на ЛПД.

4.1. Автогенератор на ЛПД с оптическим управлением.

4.2. Вопросы нелинейного регенеративного усиления частоты модуляции света и синхронизации автогенератора на ЛПД этой частотой.

4.3. Итоги раздела.

РАЗДЕЛ 5. Экспериментальное исследование ряда фотоэлектрических свойств полупроводниковых приборов.

5.1. Получение исходных данных для определения рекомбинационных параметров полупроводниковых материалов.И

5.2. Исследование преобразовательных свойств полупроводниковых приборов при приеме амплитудно-модулированного света.

5.3. Вопросы разработки устройства преобразования AM света.

5.4. Итоги раздела.

Современное развитие телекоммуникационных систем передачи информации вызвало большой интерес к исследованиям, направленным на увеличение быстродействия элементной базы. В настоящее время микроволновые системы работают практически на пределе своей пропускной способности и какое-либо улучшение передающих характеристик этих систем затруднительно, чего нельзя сказать о системах оптической связи, перспективы развития которой огромны. Ряд фирм и университетов (Германии, Японии, США и др.) в рамках приоритетных национальных программ ведут интенсивные исследования по созданию основных компонентов оптических систем со скоростью передачи информационных сигналов в диапазоне 20 - 100 Гбит/с. В России такие исследования проводятся, в частности, в ИРЭ РАН (Институт радиотехники и электроники РАН), Физико-техническом институте (Санкт-Петербург), НИИ «Сапфир», «Пульсар» (Москва) и др. Более чем за двадцатилетний период техника оптической связи стала конкурентоспособной, причем источники и каналы передачи существенно изменились, в то время как приемные устройства не претерпели значительных усовершенствований.

Появление и широкое развитие оптических систем связи, в том числе оптоволоконное управление фазированными антенными решетками, а также монолитных интегральных схем СВЧ диапазона заставляет подробно исследовать те физические процессы взаимодействия модулированного света и носителей заряда в полупроводниковых структурах, которые определяют работу этих систем. В основе этих физических процессов лежат явления тепловой и световой генерации свободных носителей, с одной стороны, и их рекомбинация - с другой. И, хотя эти процессы являются основой упомянутого взаимодействия и широко используются на практике, имеется недостаточное количество работ, посвященных экспериментальному и, в особенности, теоретическому их исследованию.

Все более возрастающий интерес приобретает оптическое управление полупроводниковыми приборами в СВЧ диапазоне. В 60-х годах прошлого века оптическое управление СВЧ приборами было отнесено к разряду неперспективных направлений, поскольку получение электронно-дырочной плазмы в больших объемах полупроводника требовало излучения большой мощности. Однако развитие интегральной технологии, волоконной и интегральной оптики, а также появление инжекционных лазеров открыло новые возможности, и уже в конце 70-х годов появились сообщения о практической реализации оптически управляемых полупроводниковых СВЧ приборов.

В настоящее время такие приборы выполняют функции модуляции, переключения, усиления, управление фазой и т.д. Оптическое управление полупроводниковыми СВЧ приборами обеспечивает ряд существенных преимуществ по сравнению с другими методами. Наиболее важными из них является высокая степень развязки СВЧ тракта от цепей постоянного тока, обеспечивающая широкую полосу рабочих частот; короткое время фотоотклика, определяющее быстродействие и высокие модуляционные способности; совместимость с волоконно-оптической и интегрально-оптической технологией, позволяющая повысить технические характеристики, а также значительно снизить себестоимость.

В последние годы появилось несколько публикаций (в подавляющем большинстве зарубежных авторов), посвященных вопросам практического применения микроволновых устройств с оптическим управлением. Ряд зарубежных фирм и институтов заявляют о создании как пассивных СВЧ устройств (фазовращателей, коммутаторов), так и активных приборов с оптическим управлением, в частности, оптически управляемых ФАР и АФАР, объемных интегральных СВЧ схем (см. Приложение 1). При этом в данных публикациях основное внимание уделяется принципам построения устройств, их конструкции и технологии, вопросам применения, но довольно скудно освещаются вопросы экспериментального исследования и практически совсем не описываются теоретические модели. Это во многом определяет актуальность данной работы, посвященной теоретическому и экспериментальному исследованию микроволновых фотоэлектрических свойств полупроводниковых структур.

Воздействие переменного СВЧ поля и модулированного излучения оптического диапазона значительно обогащает спектр отклика полупроводникового прибора (в частности, ЛПД), причем указанные эффекты могут быть не только вредными, но могут быть использованы для создания фотоприемных элементов нового типа, а оптимизация их позволяет помочь улучшить параметры и характеристики ряда приемных оптических устройств.

В настоящей работе исследуются приборы из однородного полупроводника, фотосопротивления, лавинные фотодиоды (ЛФД), а также находящийся под воздействием модулированного оптического излучения лавинно-пролетный диод, так как ЛПД широко применяются в таких перспективных устройствах, как АФАР.

Целыо диссертационной работы является теоретическое исследование влияния генерационно-рекомбинационных процессов на параметры однородных и диодных полупроводниковых структур, способных работать в микроволновом диапазоне длин волн, при воздействии на эти структуры амплитудно-модулированного (АМ) света совместно с постоянным и высокочастотным переменным электрическими полями, а также экспериментальное исследование ряда свойств полупроводниковых приборов при таком фотоэлектрическом воздействии.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Разработка аналитической модели взаимодействия АМ оптического излучения и ВЧ поля в полупроводниковых структурах, а также модели учета зависимости параметров рекомбинации носителей от их скорости и методов определения этих параметров.

2. Теоретическое исследование влияния генерационно-рекомбинационных процессов при взаимодействии АМ света и ВЧ поля на параметры объема полупроводника и на его частотно-преобразовательные свойства при бигармоническом воздействии с учетом и без учета явлений разогрева носителей в сильном электрическом поле.

3. Построение теории управляемой светом микроволновой проводимости полупроводника с омическими контактами при учете влияния переменного объемного заряда в предположении известной объемной проводимости.

4. Разработка аналитической модели воздействия оптического излучения на слой умножения лавинно-пролетного диода (ЛПД), оценка результатов такого воздействия на СВЧ комплексную проводимость ЛПД, а также теоретическое исследование частотно-преобразовательных свойств диодных структур (ЛФД и р-ьп ФД) при приеме АМ света и при наличии ВЧ поля.

5. Анализ воздействия генерационно-рекомбинационных процессов на работу автоколебательной системы на ЛПД (автогенерация, регенеративное усиление частоты модуляции света и синхронизация ею генератора).

6. Экспериментальное исследование преобразовательных свойств приборов с лавинным умножением и р-ьп фотодиодов при приеме АМ света и определение рекомбинационных параметров полупроводников.

Содержание работы определили указанные цели и задачи.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы и приложений.

Основные результаты работы вошли в отчеты по госбюджетным НИР, проводимым на кафедре радиотехнической электроники ТРТУ в рамках научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям» по разделу «Электроника»: №13263 «Исследование и использование оптико-полевого взаимодействия в полупроводниковых фотоэлементах для разработки устройств приема оптических сигналов в каналах связи с частотным уплотнением», 2003г.; №13258 «Квазилинейный анализ и экспериментальное исследование процессов преобразования световых и микроволновых сигналов на объемных и контактных нелинейностях приборов твердотельной электроники», 1999г.

Личный вклад автора в публикациях состоит в следующем: в [А1, А10, А21, А25, А27] — выполнен анализ влияния генерационно-рекомбинационных процессов на ток в слое умножения лавинных приборов, а также получены соотношения и проведен расчет комплексной СВЧ проводимости ЛПД; в [А2, АЗ, А7, А9, А12, А14, А15, А18, А20, А22-А24] - выполнены теоретические исследования нелинейных микроволновых свойств объема полупроводника при бигармоническом воздействии АМ света и СВЧ поля с учетом рекомбинационной и разогревной нелинейностей, получены расчетные соотношения; в [А6, А8, А11, А16, А17, А26] - проведен анализ учета зависимости поперечного сечения рекомбинации от электрического поля, проведен расчет зависимости рекомбинационных параметров от скорости носителей в ве и СёБ на основе приведенных в литературе экспериментальных данных; в [А13, А19] - проведен анализ регенеративного воздействия АМ света на диодный автогенератор, получены расчетные соотношения; в [А4, А5] - реализация экспериментальных установок и проведение эксперимента по исследованию преобразовательных свойств ЛФД, р-ьп ФД и определению рекомбинационных параметров в Сс18е, выполнен анализ результатов.

Результаты исследований используются для изготовления опытных образцов измерителей параметров радиосигналов в НИР "Горожанка-Т" (г.Таганрог); НИР "Марьяж" (г.Баку); в учебном процессе ТРТУ (в разделах курсов лекций "Микроволновые приборы и устройства", "Взаимодействие лазерного излучения с веществом") при подготовке инженеров, бакалавров, магистров и аспирантов по специальностям направления 550702, о чем имеются соответствующие акты внедрения.

Автор приносит благодарность научному руководителю, доктору физико-математических наук, профессору Малышеву В.А. за его помощь и внимание.

Во время работы над диссертацией автор ощущал поддержку и внимание всего коллектива кафедры радиотехнической электроники ТРТУ, сотрудникам которой он выражает свою благодарность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе, на основе обзора отечественной и зарубежной литературы, показана актуальность постановки теоретических и экспериментальных исследований комплексного оптико-полевого воздействия на полупроводниковые структуры, проведен анализ такого воздействия для однородных полупроводников и диодных структур, с учетом квадратичного, либо линейного, законов рекомбинации носителей заряда в приближении зависимости поперечного сечения рекомбинации носителей от их скорости движения, оценены параметры аппроксимации такой зависимости, построены математические модели для определения микроволновой проводимости фотосопротивления при воздействии постоянной и модулированной засветки, а также определения микроволновой электронной проводимости лавинно-пролетного диода, рассмотрены основные устройства на ЛПД, находящиеся под воздействием оптического излучения.

Основные теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, состоят в следующем:

1. На основе приведенных в литературе и полученных в рамках данной работы зависимостей сечения рекомбинации носителей (либо времени жизни) от температуры рассчитаны зависимости рекомбинационных параметров от скорости носителей.

2. В рамках локально-полевой модели проведен анализ воздействия генерационно-рекомбинационных процессов на ток и микроволновую проводимость объема однородного полупроводника. Получены соотношения для расчета оптически управляемой объемной и полной микроволновой проводимости с учетом разогрева носителей в электрическом поле.

3. Проведен анализ влияния генерационно-рекомбинационных процессов на параметры лавинных диодов. Получены соотношения для расчета комплексной проводимости ЛПД при таком воздействии. Проведено теоретическое исследование преобразовательных свойств лавинных и p-i-n фотодиодов.

4. Получены результаты теоретического исследования влияния оптического облучения на характеристики ЛПД генератора. Выявлено уменьшение мощности генератора с увеличением интенсивности засветки. Показано, что полученный результат согласуется с имеющимися в литературе экспериментальными данными. Предложена методика проектирования оптимизированных по выходной мощности ЛПД-автогенераторов с оптическим управлением.

5. В рамках метода медленно меняющихся амплитуд получены соотношения для расчета АЧХ регенеративного усилителя модулированного по интенсивности света на ЛПД и полосы синхронизации ЛПД-генератора.

6. Проведено экспериментальное исследование преобразовательных свойств диодов с лавинным умножением и p-i-n ФД при приеме AM света. Показано их соответствие теоретическим результатам. Экспериментально определена зависимость рекомбинационных параметров в CdSe от скорости носителей.

1. В.А. Малышев. Бортовые активные устройства СВЧ, Л., Судостроение, 1990.-264с.

2. W. van Roosbroeck and W. Shockley. Radiative recombination of electrons and holes in germanium, Phys. Rev., 94, №6, 1558 (1954).

3. Малышев В.А., Завадовская Э.П. Зависимость поперечного сечения рекомбинации в CdS от электрического поля. Изв. ВУЗов, Физика, №3, 1963, с.48-53.

4. Малышев В.А. Теория разогревных нелинейностей плазмы твердого тела, Изд. Ростовского университета, Ростов-на-Дону, 1979.-264 с.

5. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: под ред. проф. Федорова Н.Д.- М.: Радио и связь, 1998.-560 с.

6. Киреев П.С. Физика полупроводников. М.: Высшая школа. 1975,-584 с.

7. Давыдов A.C. Теория твердого тела. М.: Наука. ГРФМЛ. 1976.-639 с.

8. Рожанский Д.А. Физика газового разряда, НКТП ОНТИ, 1937, стр. 169.

9. Малышев В.А., Сапелкин C.B., Червяков Г.Г., Юхимец Е.А. Нелинейное преобразование сигнала модуляции света при квадратичном законе рекомбинации в фотоприемнике. //ФТП, Т .27, В.1, 1993. с179-182,

10. Завадовская Э.П., Лазебников Ю.Е., Малышев В.А. Экспериментальная проверка частотных характеристик фотосопротивлений и люминофоров. Изв. ВУЗов, Физика, №1, 1963. С. 142-146.

11. Мухин Ю.А. Приборы и устройства полупроводниковой оптоэлектроники. М.: Изд-во МЭИ, 1996.-298 с.

12. Червяков Г.Г. Нелинейное взаимодействие модулированного света и переменного электрического поля в полупроводниковых фотоприемниках. Диссертация на соиск. учен, степени доктора технических наук. Таганрог, 2000.

13. Зеегер К. Физика полупроводников. Под ред. Пожелы Ю.К. М.: Мир, 1977.-615 с.

14. Усанов Д.А., Скрипаль A.B. Физика работы полупроводниковых приборов в схемах СВЧ. Изд. Саратовского университета, 1999.-373 с.

15. Данильченко B.JL, Малышев В.А. Квазилинейная комплексная СВЧ проводимость лавинно-пролетных диодов, Известия ВУЗов, Радиоэлектроника, Т.34, №10, 1991. с. 87-90.

16. Техника оптической связи. Фотоприемники. Под ред. Тсанга У. Перевод с английского под ред. Тришенкова М.А. М.: Мир. 1988.-526 с.

17. Гауэр Дж. Оптические системы связи: пер. с англ. — М.: Радио и связь, 1989.-504 с.

18. Гребнев А.К. и др. Оптоэлектронные элементы и устройства; под ред. Ю.В. Гуляева. М.: Радио и связь, 1998. - 336 с.

19. Тришенков М.А. Фотоприемные устройства и ПЗС. Обнаружение слабых оптических сигналов. М.: Радио и связь, 1992. - 400 с.

20. Андреев B.C. Теория нелинейных электрических цепей. М.: Связь, 1972.-328 с.

21. Попов В.П. Основы теории цепей . 4-е изд., испр. М.: Высш. шк., 2003.-575 с.

22. Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А. Теория нелинейных электрических цепей. -М.: Связь, 1974.-384 с.

23. Быстров Ю.А. Оптоэлектронные приборы и устройства. М.: ИП РадиоСофт, 2001. - 256 с.

24. Червяков Г.Г. Избирательный фотоприем. Элементы, параметры, характеристики. ТРТУ, Таганрог, 1999, 75 с.

25. Бахрах Л.Д., Блисковицкий A.A. Использование оптомикроволновой техники в перспективных бортовых радиосистемах с активными ФАР (обзор). Часть I. Вопросы радиоэлектроники. Серия «Общие вопросы радиоэлектроники».-1991, вып. 14, с.3-44.

26. Капилевич Б.Ю. Тенденции применения оптически управляемых полупроводниковых структур в устройствах СВЧ диапазона. Зарубежная радиоэлектроника. 1989, №9, с. 75-82.

27. Бахрах Л.Д., Блисковицкий А.А. Использование оптомикроволновой техники в перспективных бортовых радиосистемах с активными ФАР (обзор). Часть И. Вопросы радиоэлектроники. Серия «Общие вопросы радиоэлектроники».-1992, вып.5, с.49-92.

28. Андреев B.C., Макаров Н.В. Оптическое управление полупроводниковыми приборами СВЧ. Изв. ВУЗов. Радиоэлектроника. 1995. т.38, №10, с. 17-33.

29. Kiehl R.A. Optically induced AM and FM in IMP ATT diode oscillator. IEEE Trans., 1980, v.ED-27, №2, pp.426-432.

30. Forrest J.R., Seeds A.J. Analysis of the optically controlled IMP ATT oscillator. Solid-State and Electron Devices, 1979, v.3, №5, pp. 161-169.

31. Seeds A.J., Singleton J.F., Brunt S.P. Optical control of W-Band IMPATT oscillators. Proc. Inst. Elect. Eng., 1986, V.133J, pp.349-352.

32. Simons R.N., Bhasin K.B. Analysis of the optically controlled microwave device structures. IEEE Trans., 1986, v.MTT-34, №12, pp.1349-1355.

33. Seeds A.J., Singleton J.F., Brunt S.P. and Forrest J.R. The optical control of IMPATT oscillators. J.Lightwave Technol., 1987, v.LT-5, pp.403-411.

34. Seeds A.J. and A.A. de Salles. Optical control of microwave semiconductor devices. IEEE Trans on MTT. 1990, v.38, №5, pp.577-584.

35. Forrest J.R., Seeds A.J. Initial observation of optical illumination locking of an X-Band IMPATT oscillator. Electron. Lett., 1978, v. 14, pp.829-830.

36. Biswas B.N. et al. A new possibility of detecting lightwave signals through IMPATT oscillators by optical illumination. IEEE Journal of Selected Areas in Comm., 1990, v.8, №7, pp.1387-1395.

37. Радиотехнические устройства СВЧ на синхронизированных генераторах. Под ред. Н.Н. Фомина. М.: Радио и связь, 1991.

38. Куракава К. Принудительная синхронизация твердотельных СВЧ генераторов. ТИИЭР. 1973, т.61, №10, с. 12-40.

39. Овечкин С.М. Управление работой генераторов на лавинно-пролетных диодах с помощью света малой интенсивности. Электронная техника, сер. Электроника СВЧ, вып. 9(345), 1982, с.72-73.

40. Gerlach H.W.A., Wellman R. The behavior of a pulsed millimeter wave (70 GHz) IMP ATT diode oscillator during laser illumination. Intern. Microw. Symp., 1980, pp. 70-72.

41. Yen H.W., Barnosky M.K., Hunsperger R.G. and Melville R.T. Switching of GaAs IMP ATT diode oscillator by optical illumination. Appl. Phys. Lett., 1977, v.31, pp. 120-122.

42. Schweighart A., Vyas H.P., Borrego J.M. and Gutmann R.J. Avalanche diode structures suitable for microwave-optical interactions. Solid-State Electron., 1978, v.21, pp.1119-1121.

43. Kiehl R.A. Optical control of IMP ATT oscillator dynamics. IEEE Int. Electron Devices Meet. Tech. Dig., 1978, pp.286-289.

44. Forrest J.R. and A.A. de Salles. Optics control microwaves. Microwave Syst. News., 1981, pp.112-122.

45. Hunsperger R.G. Optical control of microwave devices. In Proc. SPIE, 1985, v.578, pp.40-45.

46. Simons R. Optical control of microwave devices. Artech House., 1990.

47. Stabile P.J., Rosen A., Herczfeld P.R. Optically controlled lateral pin diodes and microwave control circuits. RCA Rev., 1986, v.47, pp.443-456.

48. Yu Z., Lin W. A new wag to optical control a millimeter-wave oscillator. IEEE Trans on MTT. 1990, v.38, №9, pp.1360-1363.

49. Herczfeld P.R. et al. Optically controlled microwave devices and circuits. RCA Rev., 1985, v.46, pp.528-551.

50. Herczfeld P.R., Daryoush A.S., Contorino V.M. Optical tuned and modulated microwave oscillator circuits. Proc. SPIE, 1984, v.517, pp.48-56.

51. Davis O.D., Kulcryk W.K. Optical and electronic mixing in an Avalanche Photodiode. El. Lett., 1970, v.6, pp.25-26.

52. Усанов Д.А., Скрипаль A.B., Угрюмова H.B. Возникновение отрицательного сопротивления в структурах на основе р-n перехода в СВЧ поле. Физика и техника полупроводников, 1998, т.32, №11, с. 1399-1402.

53. Herczfeld P.R. et al. Indirect subharmonic optical injection locking of a millimeter wave IMPATT oscillator. IEEE Trans., 1986, v.MTT-34, pp.1371-1375.

54. Вендик И.В., Геворкян С.Ш., Хижа Г.С. Оптически управляемые полупроводниковые СВЧ устройства. Зарубежная РЭ, 1987, №9, с. 10-22.

55. Montgomery J.D., Dixon F.W. Microwave fiber optics forecast. Microwave Journal, 1985, №4, pp.44-58.

56. Leonard R.F. GaAs MMIC elements in phased-array antennas. Proc. SPIE, 1988, v.886, pp.72-79.

57. Picosecond optoelectronic devices. (Ed. C.H. Lee). Orlando. Academic Prees, 1984.

58. Platte W. Optoelectronic microwave switching. IEEE Proc., 1985, pt.J, V.132J, №2, pp.126-132.

59. Leonberger F.J. High speed InP optoelectronic switch. Appl. Phys. Lett., 1979, v.35, №6, p.712.

60. Austin D.H. Picosecond optoelectronic switching and gating in Silicon. Appl. Phys. Lett., 1975, v.26, №1, pp. 101-103.

61. Prond J.M. et al. High frequency waveform generation using optoelectronic switching in Silicon. IEEE Trans., 1978, v.MTT-26, №3, pp. 137-140.

62. Jonson A.M., Austin D.H. Microwave switching by picosecond photoconductivity. IEEE Journal, 1975, v.QE-11, pp.283-287.

63. Platte W. High speed optoelectronic switching in Silicon gap-shunt microstrip structures. Electron. Lett., 1976, v. 12, pp.437-438.

64. Platte W. Optoelectronic microwave switching via laser-induced plasma tipers ion GaAs microstrip sections. IEEE Trans., 1981, v.MTT-29, №10, pp. 10101029.

65. Paolella A., Herczfeld P.R. Optical gain control of a GaAs MMIC distributed amplifier. Microwave and Opt. Technol. Lett., 1988, v.l, pp. 13-16.

66. Forrest J.R., Seeds A.J. Reduction of FM noise in IMP ATT oscillators by optical illumination. El. Lett., 1981, v.17, №23, pp.865-866.

67. Saede R. et al. Optically controlled K-band oscillator. IEEE Trans., 1990, v.MTT-5, pp.293-294.

68. Cohran S.R. and Wang S.Y. Efficient optical injection locking of electronic oscillators. Microwave J., 1989, pp.315-327.

69. Fetterman H.R., Wu W.Y., Ni D.C. Optical control of millimeter wave devices. Proc. SPIE, 1987, v.789, pp.50-52.

70. Daryoush A.S. Optical synchronization of millimeter wave oscillators for distributed architectures. 1990, MTT, v.38, №5, pp.467-476.

71. Seeds A.J., Lenoir B. Avalanche diode harmonic optoelectronic mixer. IEEE Proc, 1986, v.133, Pt.J, №6, pp.353-357.

72. Abkelmaattr M.T. Theory of avalanche diode harmonic optoelectronic mixer. IEEE Proc, 1988, v.135, Pt.J, №2, pp.183-186.

73. Fetterman H.R, and Ni D.C. Control of millimeter wave devices by optical mixing. Microwave and Opt. Devices Lett, 1988, v.l, pp.34-39.

74. Herczfeld P.R, Daryoush A.S. Optically controlled pin microwave phase shifter. Proc. SPIE, 1985, v.545, pp.39-43.

75. Mizuno H. Microwave characteristics of an optically controlled GaAs MESFET. IEEE Trans, 1983, v.MTT-31, pp.596-600.

76. A.A. de Salles. Optical control of GaAs MESFETs. IEEE Trans, 1983, v.MTT-31, pp.812-820.

77. Gautier J.L., Pasquet D., Puovil P. Optical effects on the static and dynamic characteristics of GaAs MESFET. IEEE Trans., 1985, v.MTT-33, pp.819-822.

78. Simons R.N., Bhasin K.B. Microwave performance of an optically controlled AlGaAs/GaAs HEMT and GaAs MESFET. IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., 1987, pp.815-818.

79. Forrest J.R., Richards F.P. and Perichon A. The microwave MESFET optical detector. IEEE IEDM Tech. Digb., 1982, pp.529-532.

80. Simons R.N. Microwave performance of an optically controlled AlGaAs/GaAs HEMT and GaAs MESFET. IEEE Trans., 1985, v.MTT-35, pp.14441455.

81. Moncrief F.J. LEDs replace varactors for tuning GaAs FETs. Microwaves, 1979, v.18, №1, pp.12-13.

82. A.A. de Salles, Forrest J.R. Initial observation of optical injection locking of GaAs Metal Semiconductor Field Effect Transistor oscillator. Appl. Phys. Lett., 1981, v.38, №5, pp.392-394.

83. Sun H.J., Gutmann R.J. and Borrego J.M. Photoeffects in common-source and common-drain microwave GaAs MESFET oscillators. Solid-State El., 1981, v.24, №10, pp.935-940.

84. Ni D.C., Fetterman H.R., Chew W. Millimeter wave generation and characterization of a GaAs FET by optical mixing. IEEE Trans, on MTT, 1990, v.38, №5, pp.608-614.

85. A.A. de Salles. An analysis of the optical injection locking of GaAs MESFET oscillators. SPIE, v.477, Optical Technol. for Microwave Appl., VA, 1984, pp.114-118.

86. Esman R.D., Goldberg L. Optically injection-locked FET microwave oscillator. IEEE Trans., 1989, v.37, pp.1512-1518.

87. Dong Myong Kim, Sang Ho Song et al. Electrical characteristics of an optically controlled n-channel AlGaAs/GaAs/InGaAs pseudomorphic HEMT. IEEE Elec. Dev. Lett., 1999, v.20, №2, pp.73-76.

88. Sang-Shin Lee, Anand H. Udupa et al. Demonstration of a photonically controlled RF phase shifter. IEEE Microwave and Guided Wave Lett., 1999, v.9, №9, pp.357-359.

89. Miller D., Harris J., Solgaard O. Optical Interconnect: The Next Generation-Devices. Internet site, 6I4I20Q2.

90. Amit S. Nagra et al. Bias free optical control of microwave circuits and antennas using improved optically variable capacitors. ECE Department, University of California, Santa Barbara, CA 93106, * Toyon Research Corporation, Goleta, CA, Internet site.

91. Lau K.M. et al. Characterization of novel GaAs based microwave optical switch. Internet site.

92. Hyo-Soon Kang et al. Introduction to microwave photonics. YONSEI University, Internet site.

93. Didier Decoster ety al. Photodetectors for microwave applications: a review and trends. Institut d'Electronique et de Microelectronique du Nord (IEMN), UMR CNRS 8520, 59652 Villeneuve d'Ascq, France, Internet site.

94. D. Rohde et al. Optically Steered 1x4 Patch Array Antenna for 60 GHz. Heinrich-Hertz-Institut fur Nachrichtentechnik, Berlin GmbH Einsteinufer 37, D-10587, Berlin, FRG, Internet site.

95. Paul W. Juodawlkis et al. Optically Sampled Analog-to-Digital Converters. IEEE Trans on MTT, 2001, v.49, №10, pp. 1840-1853.

96. Jager D. Optically controlled microwave devices. International topical meeting on MWP, 1996,4 p.

97. Design and Fabrication of High-Speed InGaAs Photodiodes for Optical Control of Microwave Circuits. ISTC Project №B-607. Project manager Malyshev S.A. Belarussian Academy of Sciences / Institute of Electronics, Minsk, Belarus. Internet site.

98. Optically Controlled Phased Array Antenna. HRL Communications and Photonics Homepage. Internet site. 08.05.2003.

99. Project Optically controlled phased array antennas (OCPAA). Project Leaders: H. R. Fetterman, S. R. Forrest. Internet site. April 5, 1996.

100. Quasi-Optical Antenna Arrays. Department of Defense, ONR Office of Naval Research. Internet site.

101. Тагер A.C., Вальд-Перлов B.M. Лавинно-пролетные диоды и их применение в технике СВЧ. М.: Сов. радио, 1968.-480.

102. Полупроводниковые приборы в схемах СВЧ. Под ред. М. Хауэса, Д. Моргана, перевод с английского под ред. B.C. Эткина, М.: Мир, 1979.-445с.

103. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. Книга 1, перевод с англ. под ред. Суриса Р.А. М.: Мир, 1984.-456с.

104. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. Книга 2, перевод с англ. под ред. Суриса Р.А. М.: Мир, 1984.-456с.

105. Список работ, отражающих содержание диссертации

106. А1. Малышев В.А., Шибаев С.С. Влияние генерационно-рекомбинационных процессов на комплексную электронную проводимость лавинно-пролетных диодов. Радиотехника, №10, 2005 г., с.21-24.

107. А2. Малышев В.А., Шибаев С.С. Теория объемной СВЧ и КВЧ проводимости полупроводников. ЖЭДТ (Журнал электродинамики и техники СВЧ, КВЧ и оптических частот), №3 (35), т. 10, 2002 г., с.242-245.

108. АЗ. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Теория высокочастотной фотопроводимости полупроводников с линейной варьируемой полем рекомбинацией и с учетом реакции комплексной нагрузки. Сб. Известия ТРТУ, 2000 г., № 1, с.66-68.

109. А4. Шибаев С.С. Влияние генерационно-рекомбинационных процессов на ток в слое умножения лавинных приборов. Сб. Известия ТРТУ, 2000 г., №3(17), с.78-81.

110. А5. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Определение зависимости поперечного сечения рекомбинации носителей заряда от их скорости. -Международная научно-техническая конференция «Оптика полупроводников 2000», Ульяновск, 19-24 июня 2000 г., с.111.

111. А6. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Параметры рекомбинации носителей заряда в германии и сернистом кадмии. -Международная научно-техническая конференция «Оптика полупроводников 2000», Ульяновск, 19 -24 июня 2000 г., с.112.

112. А13. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С., Филь К.А. К теории регенеративного микроволнового фотоприема на диоде Ганна. Всероссийская конференция "Излучение и рассеяние ЭМВ" ИРЭМВ-2001, Таганрог, Россия, июнь 18-23, 2001, с.273-275.

113. Al5. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С. Приближенная нелинейная теория взаимодействия амплитудно-модулированного света с постоянным и переменным электрическими полями в объеме фотоприемника. Сб. Известия ТРТУ, № 1,2001 г., с.86-89.

114. Al6. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Определение зависимости поперечного сечения рекомбинации носителей заряда от их скорости и энергии в Ge и CdS. Известия ТРТУ № 1, 2001 г., с.90.

115. Al7. Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С. Об учете влияния генерационно-рекомбинационных процессов на работу полупроводниковых приборов. -Международная научно-техническая конференция "Оптика, оптоэлектроника и технологии", Ульяновск, 25-29 июня, 2001, с. 34.

116. Al8. Таранович A.B., Шибаев С.С. Активные фотоприемные устройства.-Седьмая международная крымская конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, Украина, 15-18 сентября 1997 г., т.1, с.419.

117. А19. Малышев В.А., Супрунова Е.Ф., Шибаев С.С., Филь К.А. Регенеративный фотоприем на диоде Ганна. Сб. Известия ТРТУ № 1, 2002 г., с.62-65.

118. А22. Таранович A.B., Шибаев С.С. Полупроводниковые фотоприемные устройства. Всероссийская научная конференция студентов и аспирантов, Таганрог, октябрь 1997 г., с.27.

119. А23. Малышев В.А., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Определение комплексной проводимости полупроводников при наличии переменного внешнего напряжения и переменного светового потока. Известия ТРТУ №2, Таганрог, 1999, с.141-144.

120. А25. Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Фотоприемные устройства. Известия ТРТУ №3, Таганрог, 1998, с. 129.

121. А27. Таранович A.B., Червяков Г.Г., Шибаев С.С. Активные фотоприемные устройства. Седьмая международная крымская конференция «СВЧ-техника и телеком. Технол.» (КрыМиКо-97), Севастополь, Крым, Украина, 15-18 сентября, Т.1, 1997, с.420-421.