Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой
Предложена теоретическая модель плоской пассивной катушки индуктивности с элект-ронным управлением. Приведены расчетные графики зависимости добротности и индуктивности колебательного контура от напряжения прямого смещения n—i—p—i—n-структуры, используемой в качестве специфического сердечника, свойст...
Saved in:
| Published in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51696 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой / А.А. Семенов, Д.А. Усанов, А.А. Колокин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 4. — С. 35-38. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860031614840471552 |
|---|---|
| author | Семенов, А.А. Усанов, Д.А. Колокин, А.А. |
| author_facet | Семенов, А.А. Усанов, Д.А. Колокин, А.А. |
| citation_txt | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой / А.А. Семенов, Д.А. Усанов, А.А. Колокин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 4. — С. 35-38. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Предложена теоретическая модель плоской пассивной катушки индуктивности с элект-ронным управлением. Приведены расчетные графики зависимости добротности и индуктивности колебательного контура от напряжения прямого смещения n—i—p—i—n-структуры, используемой в качестве специфического сердечника, свойства которого изменяются под воздействием приложенного электрического поля. Сравнение расчетных значений с экспериментальными показало их хорошее соответствие друг другу.
Запропоновано теоретичну модель плоскої пасивної котушки індуктивності з електронним управлінням.Наведено розрахункові графіки залежності добротності та індуктивності коливального контуру від напруги прямого зміщення n—i—p—i—n-структури, що використовується як специфічне осердя, властивості якого змінюються під дією прикладеногоелектричного поля. Порівняння розрахованих значень з експериментальними показало їх добру відповідність одне одному.
A theoretical model of a passive flat inductor with electronic control is offered. Design charts of tank inductance and Q factor dependence on the forward bias voltage of n—i—p—i—n-structure, used as a specific core, the characteristics of which are regulated under the influence of an applied electric field, are presented. The comparison of design values with experimental features has shown their good correspondence with each other.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:52:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 4
35
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ÓÄÊ 621.38.049.77
Ä. ô.-ì. í. À. À. ÑÅÌÅÍÎÂ, ä. ô.-ì. í. Ä. À. ÓÑÀÍÎÂ, À. À. ÊÎËÎÊÈÍ
Ðîññèÿ, Ñàðàòîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èì. Í. Ã. ×åðíûøåâñêîãî
SemenovAA@info.sgu.ru
ÈÍÄÓÊÒÈÂÍÎÑÒÜ, ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈ
ÏÅÐÅÑÒÐÀÈÂÀÅÌÀß ÏÎËÓÏÐÎÂÎÄÍÈÊÎÂÎÉ
ÑÒÐÓÊÒÓÐÎÉ
Ïðåäëîæåíà òåîðåòè÷åñêàÿ ìîäåëü ïëîñêîé ïàññèâíîé êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè ñ ýëåêò-
ðîííûì óïðàâëåíèåì. Ïðèâåäåíû ðàñ÷åòíûå ãðàôèêè çàâèñèìîñòè äîáðîòíîñòè è èíäóê-
òèâíîñòè êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà îò íàïðÿæåíèÿ ïðÿìîãî ñìåùåíèÿ n—i—p—i—n-ñòðóê-
òóðû, èñïîëüçóåìîé â êà÷åñòâå ñïåöèôè÷åñêîãî ñåðäå÷íèêà, ñâîéñòâà êîòîðîãî èçìåíÿ-
þòñÿ ïîä âîçäåéñòâèåì ïðèëîæåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Ñðàâíåíèå ðàñ÷åòíûõ çíà÷å-
íèé ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè ïîêàçàëî èõ õîðîøåå ñîîòâåòñòâèå äðóã äðóãó.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ýëåêòðè÷åñêè ïåðåñòðàèâàåìàÿ èíäóêòèâíîñòü, n—i—p—i—n-ñòðóê-
òóðà, ðåãóëèðóåìûé ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì ñåðäå÷íèê.
Ýëåêòðè÷åñêè óïðàâëÿåìàÿ ïîëóïðîâîäíèêî-
âàÿ åìêîñòü ÿâëÿåòñÿ ðàñïðîñòðàíåííûì ýëåìåí-
òîì ìèêðîýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ [1]. Â òî æå
âðåìÿ ïðîáëåìà èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ èíäóê-
òèâíîñòè ïîä âîçäåéñòâèåì ïðèëîæåííîãî ýëåêò-
ðè÷åñêîãî ïîëÿ îêîí÷àòåëüíî íå ðåøåíà. Ñïåöè-
ôèêà ïðèìåíåíèÿ êàòóøåê èíäóêòèâíîñòè â ñî-
âðåìåííûõ ýëåêòðîííûõ ïðèáîðàõ ñ âûñîêîé ñòå-
ïåíüþ èíòåãðàöèè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îíè
ïëîõî ïîääàþòñÿ êàê ìèíèàòþðèçàöèè, òàê è
ðåàëèçàöèè â èíòåãðàëüíîì èñïîëíåíèè, à èçìå-
íÿòü âåëè÷èíó èõ èíäóêòèâíîñòè ìîæíî ïðåèìó-
ùåñòâåííî ñïîñîáîì ìåõàíè÷åñêîé ïåðåñòðîéêè.
Ýêñïåðèìåíòàëüíî âîçìîæíîñòü ðåàëèçàöèè
êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè, ðåãóëèðóåìîé ýëåêò-
ðè÷åñêèì ïîëåì, áûëà ïîêàçàíà íàìè â [2—4].
Ïðåäëàãàåìûé ñïîñîá ýëåêòðîííîãî óïðàâëåíèÿ
èíäóêòèâíîñòüþ ïëîñêîé ïàññèâíîé êàòóøêè
çàêëþ÷àëñÿ âî ââåäåíèè â åå êîíñòðóêöèþ ñïå-
öèôè÷åñêîãî ñåðäå÷íèêà — åãî ñâîéñòâà èçìå-
íÿþòñÿ ïîä âîçäåéñòâèåì ïðèëîæåííîãî ýëåêò-
ðè÷åñêîãî ïîëÿ, îêàçûâàÿ ïðè ýòîì âëèÿíèå íà
âåëè÷èíó èíäóêòèâíîñòè.  êà÷åñòâå òàêîãî ñåð-
äå÷íèêà èñïîëüçîâàëàñü êðåìíèåâàÿ ñòðóêòóðà
n—i—p—i—n-òèïà, îáëàäàþùàÿ ïðîòÿæåííû-
ìè i-îáëàñòÿìè, ïðîâîäèìîñòü êîòîðûõ èçìåíÿ-
åòñÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå â çàâèñèìîñòè îò âå-
ëè÷èíû ïðèëîæåííîãî ê ñòðóêòóðå íàïðÿæåíèÿ
ñìåùåíèÿ.
Àíàëèç èçìåíåíèÿ èíäóêòèâíîñòè òàêîé ñèñ-
òåìû ïîä âëèÿíèåì ââåäåííîãî â åå ñîñòàâ îáúåêòà
ñ íåîäíîðîäíîé ñòðóêòóðîé è ïàðàìåòðàìè, èç-
ìåíÿþùèìèñÿ ïîä âîçäåéñòâèåì âíåøíåãî ñìå-
ùåíèÿ, ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæåí [5, ñ. 186—189].
 îáùåì ñëó÷àå íà âåëè÷èíó èíäóêòèâíîñòè
îêàçûâàþò âëèÿíèå ôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè
ìàòåðèàëà, èñïîëüçóåìîãî â êà÷åñòâå ñåðäå÷íè-
êà, — ýëåêòðè÷åñêèå è ìàãíèòíûå ñâîéñòâà,
îïðåäåëÿåìûå åãî ñîñòàâîì è ñòðóêòóðîé (ýëåê-
òðîïðîâîäíîñòü, ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü), ãåî-
ìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû ñåðäå÷íèêà, íàëè÷èå â íåì
íåîäíîðîäíîñòåé [5; 6, ñ. 293—294].
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ðàññìàòðèâàåòñÿ òåîðåòè-
÷åñêàÿ ìîäåëü ïëîñêîé ïàññèâíîé êàòóøêè ñ
ýëåêòðè÷åñêèì óïðàâëåíèåì.
Ïðåäëîæåí ñëåäóþùèé ìåõàíèçì âçàèìîäåé-
ñòâèÿ êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè ñ ïîëóïðîâîäíè-
êîâîé ñòðóêòóðîé n—i—p—i—n-òèïà. Ïðè ââå-
äåíèè â èíäóêòèâíûé ýëåìåíò n—i—p—i—n-
ñòðóêòóðû áåç ñìåùåíèÿ â íåãî, ïî ñóòè, âíîñÿò-
ñÿ îòðåçêè ïîëóïðîâîäíèêà ñîáñòâåííîé ïðîâî-
äèìîñòè (i-îáëàñòè) ñ îáëàñòÿìè íåîäíîðîäíîé
ïðîâîäèìîñòè (ó÷àñòêè p-, n-òèïà è ïåðåõîäîâ)
è íåáîëüøèìè ó÷àñòêàìè äèàìàãíåòèêà (êîíòàê-
òû èç ìåäè èëè çîëîòà). Ââåäåíèå â êàòóøêó
äèàìàãíåòèêîâ (ìàòåðèàëîâ ñ ìàãíèòíîé ïðîíè-
öàåìîñòüþ µ<1) è ìàòåðèàëîâ, ñîäåðæàùèõ ñâî-
áîäíûå íîñèòåëè çàðÿäà, äîëæíî ïðèâåñòè ê
óìåíüøåíèþ åå èíäóêòèâíîñòè è ê ñíèæåíèþ
äîáðîòíîñòè, ïîñêîëüêó ïðè èçìåíåíèè êîíöåí-
òðàöèè íîñèòåëåé çàðÿäà â áàçå â ñåðäå÷íèêå
îáðàçóþòñÿ âèõðåâûå òîêè, ïðåäñòàâëÿþùèå ñî-
áîé ýëåìåíòàðíûå êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè. Ìàã-
íèòíîå ïîëå âèõðåâûõ òîêîâ ïðîòèâîäåéñòâóåò
âîçáóäèâøåìó èõ ìàãíèòíîìó ïîëþ êàòóøêè,
÷òî â ñîâîêóïíîñòè ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê
âîçíèêíîâåíèå íåêîòîðîé ýêâèâàëåíòíîé èíäóê-
òèâíîñòè, âçàèìîäåéñòâóþùåé ñ èñõîäíîé è
âêëþ÷åííîé ïàðàëëåëüíî âûñîêîîìíîé n—i—
p—i—n-ñòðóêòóðå áåç ñìåùåíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, n—i—p—i—n-ñòðóêòóðó, ïî-
ìåùåííóþ â îáúåìå êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè,
ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå êîìïëåêñíîãî ñîïðî-
òèâëåíèÿ Z (õàðàêòåðèçóþùåãî èìïåäàíñ ïî-
ëóïðîâîäíèêîâîé ñòðóêòóðû ïî îòíîøåíèþ ê âèõ-
ðåâûì òîêàì), èíäóêòèâíî ñâÿçàííîãî ÷åðåç ýëå-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 4
36
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ìåíò ñâÿçè L ñ êîëåáàòåëüíûì êîíòóðîì, îáðàçî-
âàííûì èíäóêòèâíîñòüþ L0 è ñîïðîòèâëåíèåì
ïîòåðü êîíòóðà R0 è åìêîñòüþ C, ïîäêëþ÷åííîé
ïàðàëëåëüíî L0.
Âèõðåâûå òîêè â n—i—p—i—n-ñòðóêòóðå ñî-
çäàþò ìàãíèòíîå ïîëå, êîòîðîå èçìåíÿåò ïåðâè÷-
íîå ìàãíèòíîå ïîëå H0 â îáúåìå êàòóøêè èí-
äóêòèâíîñòè L0. Âçàèìîäåéñòâèå ýòèõ òîêîâ ñ
ïåðâè÷íûì ìàãíèòíûì ïîëåì êàòóøêè L0 îïðå-
äåëÿåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ñâÿçè M.
Ýêâèâàëåíòíàÿ ñõåìà êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà,
â èíäóêòèâíîì ýëåìåíòå êîòîðîãî ðàçìåùåíà êðåì-
íèåâàÿ ñòðóêòóðà n—i—p—i—n-òèïà ñ ïðîòÿ-
æåííûìè i-îáëàñòÿìè, ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1.
Ïðè âêëþ÷åíèè íàïðÿæåíèÿ ïðÿìîãî ñìåùå-
íèÿ â n—i—p—i—n-ñòðóêòóðå ïðîèñõîäèò îáî-
ãàùåíèå i-îáëàñòåé íîñèòåëÿìè çàðÿäà, ÷òî, ñ îä-
íîé ñòîðîíû, ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ êîëè÷å-
ñòâà ýëåìåíòàðíûõ èíäóêòèâíîñòåé, îáðàçóåìûõ
âèõðåâûìè òîêàìè, à ñ äðóãîé — óâåëè÷èâàåò
øóíòèðóþùåå âëèÿíèå ñàìîé n—i—p—i—n-
ñòðóêòóðû íà âåëè÷èíó ñîâîêóïíîé èíäóêòèâ-
íîñòè âèõðåâûõ òîêîâ.
Ñëåäóåò òàêæå îòìåòèòü, ÷òî ïðè ïðÿìîì ñìå-
ùåíèè â n—i—p—i—n-ñòðóêòóðå ñóùåñòâóåò
ñîáñòâåííûé òîê, îáðàçîâàííûé íàïðàâëåííûì
äðåéôîì â ïîëå íîñèòåëåé çàðÿäà. Ó÷àñòèå ýòèõ
çàðÿäîâ â îáðàçîâàíèè âèõðåâûõ òîêîâ äîëæíî
ïðèâåñòè ê îáðàçîâàíèþ ñïèðàëüíûõ òðàåêòî-
ðèé, ÷òî ýêâèâàëåíòíî óâåëè÷åíèþ ðàññòîÿíèÿ
ìåæäó «âèòêàìè» ñîâîêóïíîé èíäóêòèâíîñòè
âèõðåâûõ òîêîâ è, ñëåäîâàòåëüíî, ê óìåíüøå-
íèþ åå âåëè÷èíû.
Òàêèì îáðàçîì, âíåñåíèå â èíäóêòèâíûé ýëå-
ìåíò n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû è èçìåíåíèå êîí-
öåíòðàöèè íîñèòåëåé çàðÿäà â åå âûñîêîîìíûõ
îáëàñòÿõ áóäåò ïðèâîäèòü ê èçìåíåíèþ èñõîä-
íîé âåëè÷èíû èíäóêòèâíîñòè.
Âëèÿíèå n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû áåç ñìåùå-
íèÿ íà ïàðàìåòðû êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà ìîæ-
íî ïðèáëèæåííî ïðåäñòàâèòü íà îñíîâå ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûõ äàííûõ [2—4] â âèäå ýêâèâàëåíò-
íîãî èçìåíåíèÿ ýòèõ ïàðàìåòðîâ:
L′0=L0–N∆L; R′0=R0+K∆R,
Ýòî ïîçâîëÿåò ïðèáëèæåííî ïðåäñòàâèòü êî-
ëåáàòåëüíûé êîíòóð, â ñîñòàâ êîòîðîãî âõîäèò
n—i—p—i—n-ñòðóêòóðà (ðèñ. 1), â âèäå ýêâè-
âàëåíòíîé ñõåìû, èçîáðàæåííîé íà ðèñ. 2, à.
Óìåíüøåíèå èíäóêòèâíîñòè îòðàæåíî çäåñü ïðî-
òèâîôàçíûì ïîäêëþ÷åíèåì ∆L, ïàðàëëåëüíî
êîòîðîé âêëþ÷åíî ñîïðîòèâëåíèå n—i—p—i—
n-ñòðóêòóðû r, çíà÷åíèå êîòîðîãî ïðè îòñóòñòâèè
ñìåùåíèÿ âåëèêî.
Ïðè ïîäà÷å íà p—i—n-äèîäû íàïðÿæåíèÿ
ïðÿìîãî ñìåùåíèÿ ïðîèñõîäèò ïðîöåññ èíæåê-
öèè íîñèòåëåé çàðÿäà â âûñîêîîìíûå i-îáëàñòè
äèîäà (áàçû), â ðåçóëüòàòå ÷åãî êîíöåíòðàöèÿ
íîñèòåëåé çàðÿäà â áàçå âîçðàñòàåò íà íåñêîëüêî
ïîðÿäêîâ è, ñîîòâåòñòâåííî, óâåëè÷èâàåòñÿ ïðî-
âîäèìîñòü áàçû [7, 8]. Ñîïðîòèâëåíèå r óìåíü-
øàåòñÿ, à âåëè÷èíà âèõðåâûõ òîêîâ ïðè ýòîì
òàêæå èçìåíÿåòñÿ, ÷òî è îòðàæàåòñÿ íà ðåçóëü-
òèðóþùåì ìàãíèòíîì ïîëå èíäóêòèâíîñòè L′0.
Äëÿ òåîðåòè÷åñêîãî àíàëèçà âëèÿíèÿ n—i—
p—i—n-ñòðóêòóðû íà ïàðàìåòðû èíäóêòèâíîãî
ýëåìåíòà, â ñîñòàâ êîòîðîãî îíà âõîäèò, ýêâèâà-
ëåíòíàÿ ñõåìà êîíòóðà áûëà ïðåîáðàçîâàíà ê
âèäó, ïðèâåäåííîìó íà ðèñ. 2, á, ãäå âìåñòî ýëå-
ìåíòîâ êîíòóðà ∆L è r , âêëþ÷åííûõ â èñõîä-
íîé ñõåìå ïàðàëëåëüíî, èìååòñÿ ïîñëåäîâàòåëü-
íîå ñîåäèíåíèå L′ è R′.
Èñõîäÿ èç âûðàæåíèÿ äëÿ ïîëíîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ Z=α+jβ, ãäå α=ReZ, à β=ImZ, äëÿ ïîñëå-
äîâàòåëüíî ñîåäèíåííûõ ñîïðîòèâëåíèÿ R′ è èí-
äóêòèâíîñòè L′ ïî ñõåìå íà ðèñ. 2, á, ñïðàâåä-
ëèâû ñîîòíîøåíèÿ
( ) ( )
′′ω ∆ ∆′ ′= = =
ω+ ω∆ + ω∆
2 2 2
2 22 2
; ,LXLr Lr
R L
r L r L
Ñ ó÷åòîì ýòèõ ñîîòíîøåíèé çàïèøåì âûðà-
æåíèÿ äëÿ ñîâîêóïíîé èíäóêòèâíîñòè êîíòóðà,
â ñîñòàâ êîòîðîãî âõîäèò èíäóêòèâíûé ýëåìåíò
Ðèñ. 1. Ýêâèâàëåíò-
íàÿ ñõåìà êîëåáàòåëü-
íîãî êîíòóðà ñ êðåì-
íèåâîé ñòðóêòóðîé
n—i—p—i—n-òèïà
â îáúåìå êàòóøêè
Ñ
L
R0M
Z
ãäå ∆L, ∆R —
N, K —
èçìåíåíèå âåëè÷èíû èíäóêòèâíîñòè
è ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòåðü êîíòóðà ñî-
îòâåòñòâåííî;
êîýôôèöèåíòû ïðîïîðöèîíàëüíîñòè,
îòðàæàþùèå ñòåïåíü âëèÿíèÿ êîýô-
ôèöèåíòà ñâÿçè M íà L0 è R0 ñîîò-
âåòñòâåííî.
Ðèñ. 2. Ýêâèâàëåíòíûå ñõåìû êîëåáàòåëüíîãî êîí-
òóðà ñ ó÷åòîì âëèÿíèÿ n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû
Ñ
∆L
R0
L0 ∆R
r
à)
Ñ
L0L′
∆R R0R′á)
ãäå L′, R′ —
ω —
X′L′ —
ñîîòâåòñòâåííî, ýêâèâàëåíòíûå èíäóê-
òèâíîñòü è ñîïðîòèâëåíèå ïîòåðü, âíî-
ñèìûå ∆L è r (ñì. ðèñ. 2, à);
êðóãîâàÿ ÷àñòîòà;
èíäóêòèâíîå ñîïðîòèâëåíèå.
L0
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 4
37
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ñ óïðàâëÿåìîé ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì n—i—p—
i—n-ñòðóêòóðîé
L′0=L0–N′L′, (1)
è äëÿ ïîëíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòåðü
R′0=R0+∆R+K′R′, (2)
îïðåäåëÿþùåãî äîáðîòíîñòü èíäóêòèâíîãî ýëå-
ìåíòà. (Çäåñü N′ è K′ — áåçðàçìåðíûå êîýôôè-
öèåíòû ïðîïîðöèîíàëüíîñòè.)
Ñîïðîòèâëåíèå i-ñëîÿ p—i—n-ñòðóêòóðû â ðå-
æèìå ïðÿìîãî òîêà õîðîøî îïèñûâàåòñÿ âûðà-
æåíèåì [8]
Ri = w2/(2µτI0),
Äëÿ äèîäîâ ñ òîëñòîé áàçîé, ïðåäíàçíà÷åí-
íûõ äëÿ êîììóòàöèè ÑÂ×-êîëåáàíèé ñ áîëüøèì
óðîâíåì ìîùíîñòè, âðåìÿ æèçíè îáû÷íî ñîñòàâ-
ëÿåò îêîëî 5•10–6 ñ [8].
Äëÿ êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà, â ñîñòàâ êîòî-
ðîãî âõîäÿò ïàðàëëåëüíî ñîåäèíåííûå C è L′0,
à òàêæå ñîïðîòèâëåíèå ïîòåðü R′0, âêëþ÷åííîå
ïîñëåäîâàòåëüíî ñ èíäóêòèâíîñòüþ L′0, ñïðàâåä-
ëèâî ñëåäóþùåå ðàâåíñòâî, îïðåäåëÿþùåå äîá-
ðîòíîñòü êîíòóðà:
′
= 0
0
1 L
Q
R C
. (3)
Ôîðìóëû (1)—(3) àïïðîêñèìèðóþò ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè [3—5] ñ òî÷íîñòüþ
äî êîíñòàíò, çíà÷åíèÿ êîòîðûõ îïðåäåëÿþòñÿ
ýêñïåðèìåíòàëüíî â êàæäîì îòäåëüíîì ñëó÷àå.
Ñ ó÷åòîì êîíñòàíò ôîðìóëû ïðèîáðåòàþò ñëå-
äóþùèé âèä:
L′0=L0+N′L′–LÑ; (4)
⎛ ⎞′
= −⎜ ⎟⎜ ⎟′ ′+ ∆ +⎝ ⎠
0
0
1
,C
L
Q P Q
R R K R C
(5)
Äëÿ ðàñ÷åòîâ çíà÷åíèÿ òîêà è ïàäåíèÿ íà-
ïðÿæåíèÿ èçìåðÿëèñü íåïîñðåäñòâåííî íà äèî-
äàõ n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû, îñòàëüíûå ïàðà-
ìåòðû èìåëè ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ:
L0=1,24.10–7 Ãí; R0+∆R=2,2.10–2 Îì;
∆L=2.10–10 Ãí; C=25,85.10–12 Ô;
LC=1,27.10–7 Ãí; QC=70,2; ω=565,5.106;
N′=8,6; K=1,1; P=1,85.
Ïîëó÷åííûå ðàñ÷åòíûå çàâèñèìîñòè äîáðîò-
íîñòè è èíäóêòèâíîñòè êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà
(ñì. ðèñ. 1) îò íàïðÿæåíèÿ ïðÿìîãî ñìåùåíèÿ
n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû ïðåäñòàâëåíû íà
ðèñ. 3, ãäå âèäíî õîðîøåå êîëè÷åñòâåííîå è êà-
÷åñòâåííîå ñîîòâåòñòâèå ïðåäëîæåííîé òåîðåòè-
÷åñêîé ìîäåëè ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì.
***
Òàêèì îáðàçîì, ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ
ïîêàçàëè, ÷òî êàòóøêà, âûïîëíåííàÿ íà ñåðäå÷-
íèêå, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ n—i—p—i—n-ñòðóêòó-
ðîé ñ òîëñòîé áàçîé, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé èíäóê-
òèâíûé ýëåìåíò, îáëàäàþùèé ñïîñîáíîñòüþ ê ïå-
ðåñòðîéêå ïîä âîçäåéñòâèåì ïîòåíöèàëà, ïðèëî-
æåííîãî ê âûâîäàì n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû.
Ðàçðàáîòàííàÿ ìîäåëü, îïèñûâàþùàÿ ïîâåäåíèå
òàêîãî ýëåìåíòà, ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü àíàëèç
ýëåêòðîííûõ öåïåé, ñîäåðæàùèõ êàòóøêó èí-
äóêòèâíîñòè ïðåäëîæåííîé êîíñòðóêöèè, ñ äî-
ñòàòî÷íîé äëÿ èíæåíåðíîãî ðàñ÷åòà òî÷íîñòüþ.
Ïåðåñòðàèâàåìûå ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì êàòóø-
êè èíäóêòèâíîñòè óäîáíû äëÿ èçãîòîâëåíèÿ â
ïëàíàðíûõ èíòåãðàëüíûõ ñõåìàõ, êîãäà âèòêè
ôîðìèðóþòñÿ íàïûëåíèåì èëè òðàâëåíèåì ìà-
òåðèàëà ïîâåðõíîñòè âîêðóã p—i—n-ñòðóêòóðû,
ðàñïîëîæåííîé â îáúåìå êàòóøêè.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1.Áåðìàí Ë. Ñ. Íåëèíåéíàÿ ïîëóïðîâîäíèêîâàÿ åì-
êîñòü.— Ìîñêâà: Ôèçìàòãèç, 1963. [Berman L. S. Nelineinaya
poluprovodnikovaya emkost’. Moskva. Fizmatgiz, 1963]
2.Ñåìåíîâ À. À., Óñàíîâ Ä. À. Èíäóêòèâíîñòü, ïåðå-
ñòðàèâàåìàÿ ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì // Èçâ. ÂÓÇîâ. Ýëåêò-
ðîíèêà.— 2009.— ¹ 4(78).— Ñ. 34—40. [Semenov A. A.,
Usanov D. A.//Izv. VUZov. Elektronika. 2009. N 4(78). P. 34]
3.Ñåìåíîâ À. À., Óñàíîâ Ä. À. Èíäóêòèâíîñòü, ïåðå-
ñòðàèâàåìàÿ ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì // Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðó-
èðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå.— 2009.— ¹ 5.—
Ñ. 3—9. [Semenov A. A., Usanov D. A. // Tekhnologiya i
Konstruirovanie v Elektronnoi Apparature. 2009. N 5. P. 3]
4.Ïàò. 2384910 ÐÔ. Êàòóøêà èíäóêòèâíîñòè, ïåðåñòðàè-
âàåìàÿ ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì / À. À. Ñåìåíîâ, Ä. À. Óñà-
íîâ.— 2010.— Áþë. ¹ 8.[Pat. 2384910 RF./ A. A. Semenov,
D. A. Usanov. 2010. Bull. 8]
5.Áàðàíîâ Â. Ì., Êàðàñåâè÷ À. Ì., Ñàðû÷åâ Ã. À. Èñ-
ïûòàíèÿ è êîíòðîëü êà÷åñòâà ìàòåðèàëîâ è êîíñòðóêöèé.—
ãäå w —
µ —
τ —
I0—
òîëùèíà i-ñëîÿ;
ïîäâèæíîñòü íîñèòåëåé çàðÿäà;
âðåìÿ æèçíè íîñèòåëåé çàðÿäà;
âåëè÷èíà ïðÿìîãî òîêà ÷åðåç ñòðóêòóðó.
ãäå LC è QC —
P —
ýìïèðè÷åñêè íàéäåííûå êîíñòàíòû;
êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè.
Ðèñ. 3. Ðàñ÷åòíûå (1, 2) è ýêñïåðèìåíòàëüíûå (3, 4)
çàâèñèìîñòè äîáðîòíîñòè (1, 3) è èíäóêòèâíîñòè
(2, 4) êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà îò íàïðÿæåíèÿ ïðÿ-
ìîãî ñìåùåíèÿ n—i—p—i—n-ñòðóêòóðû
2
50
48
46
44
0 0,2 0,4 0,6 0,8 U, Â
13
Ä
îá
ðî
òí
îñ
òü
È
íä
óê
òè
âí
îñ
òü
,
íÃ
í
124,6
124,4
124,2
124,0
4
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2012, ¹ 4
38
ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÀß ÌÈÊÐÎ- È ÍÀÍÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Ìîñêâà: Âûñøàÿ øêîëà, 2004. [Baranov V. M., Karasevich
A. M., Sarychev G. A. Ispytaniya i kontrol’ kachestva materialov
i konstruktsii. Moskva. Vysshaya shkola, 2004]
6.Áàðàíîâ Â. Ì., Êàðàñåâè÷ À. Ì., Ñàðû÷åâ Ã. À. Äèàã-
íîñòèêà ìàòåðèàëîâ è êîíñòðóêöèé.— Ìîñêâà: Âûñøàÿ øêî-
ëà, 2007. [Baranov V. M., Karasevich A. M., Sarychev G. A.
Diagnostika materialov i konstruktsii. Moskva. Vysshaya shkola,
2007]
7.Äçåõöåð Ã. Á., Îðëîâ Î. Ñ. P—i—n-äèîäû â øèðîêî-
ïîëîñíûõ óñòðîéñòâàõ ÑÂ×. – Ìîñêâà: Ñîâ. ðàäèî, 1970.
[Dzekhtser G. B., Orlov O. S. P-i-n-diody v shirokopolosnykh
ustroistvakh SVCh. Moskva. Sov. radio, 1970]
8.Âàéñáëàò À. Â. Êîììóòàöèîííûå óñòðîéñòâà íà ïîëó-
ïðîâîäíèêîâûõ äèîäàõ. – Ìîñêâà: Ðàäèî è ñâÿçü. 1987.
[Vaisblat A. V. Kommutatsionnye ustroistva na poluprovodni-
kovykh diodakh. Moskva. Radio i svyaz’. 1987].
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ ðóêîïèñè
â ðåäàêöèþ 12.03 2012 ã.
___________________________
Semenov À. À., Usanov D. A., Kolokin A. A.
Inductance, electrically adjusted by semiconductor
structure.
Keywords: electrically controlled inductance, n—i—
p—i—n-structure, electric field-adjustóâ core.
A theoretical model of a passive flat inductor with
electronic control is offered. Design charts of tank
inductance and Q factor dependence on the forward
bias voltage of n—i—p—i—n-structure, used as a
specific core, the characteristics of which are regulated
under the influence of an applied electric field, are
presented. The comparison of design values with
experimental features has shown their good corres-
pondence with each other.
Russia, Saratov, Saratov State University by N. G.
Chernyshevskij.
___________________
Cåìåíîâ À. À., Óñàíîâ Ä. Î., Êîëîê³í Î. À. ²íäóê-
òèâí³ñòü, ùî åëåêòðè÷íî ïåðåñòðîþºòüñÿ íàï³âïðî-
â³äíèêîâîþ ñòðóêòóðîþ.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: åëåêòðè÷íî ïåðåíàñòðîþâàíà
³íäóêòèâí³ñòü, n—i—p—i—n-ñòðóêòóðà, ðåãóëü-
îâàíå åëåêòðè÷íèì ïîëåì îñåðäÿ.
Çàïðîïîíîâàíî òåîðåòè÷íó ìîäåëü ïëîñêî¿ ïàñèâíî¿
êîòóøêè ³íäóêòèâíîñò³ ç åëåêòðîííèì óïðàâë³ííÿì.
Íàâåäåíî ðîçðàõóíêîâ³ ãðàô³êè çàëåæíîñò³ äîáðîò-
íîñò³ òà ³íäóêòèâíîñò³ êîëèâàëüíîãî êîíòóðó â³ä
íàïðóãè ïðÿìîãî çì³ùåííÿ n—i—p—i—n-ñòðóêòó-
ðè, ùî âèêîðèñòîâóºòüñÿ ÿê ñïåöèô³÷íå îñåðäÿ, âëà-
ñòèâîñò³ ÿêîãî çì³íþþòüñÿ ï³ä 䳺þ ïðèêëàäåíîãî
åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ. Ïîð³âíÿííÿ ðîçðàõîâàíèõ çíà-
÷åíü ç åêñïåðèìåíòàëüíèìè ïîêàçàëî ¿õ äîáðó
â³äïîâ³äí³ñòü îäíå îäíîìó.
Ðîñ³ÿ, Ñàðàòîâñüêèé äåðæàâíèé óí³âåðñèòåò ³ì. Ì. Ã.
×åðíèøåâñüêîãî.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Áåëîóñ À.Áåëîóñ À.Áåëîóñ À.Áåëîóñ À.Áåëîóñ À. È., Åìåëüÿíîâ Â.È., Åìåëüÿíîâ Â.È., Åìåëüÿíîâ Â.È., Åìåëüÿíîâ Â.È., Åìåëüÿíîâ Â. À., Òóðöåâè÷ À.À., Òóðöåâè÷ À.À., Òóðöåâè÷ À.À., Òóðöåâè÷ À.À., Òóðöåâè÷ À. Ñ.Ñ.Ñ.Ñ.Ñ.
Îñíîâû ñõåìîòåõíèêè ìèêðîýëåêòðîííûõ óñò-Îñíîâû ñõåìîòåõíèêè ìèêðîýëåêòðîííûõ óñò-Îñíîâû ñõåìîòåõíèêè ìèêðîýëåêòðîííûõ óñò-Îñíîâû ñõåìîòåõíèêè ìèêðîýëåêòðîííûõ óñò-Îñíîâû ñõåìîòåõíèêè ìèêðîýëåêòðîííûõ óñò-
ðîéñòâðîéñòâðîéñòâðîéñòâðîéñòâ.— Ìîñêâà: Òåõíîñôåðà, 2012.— 472 c..— Ìîñêâà: Òåõíîñôåðà, 2012.— 472 c..— Ìîñêâà: Òåõíîñôåðà, 2012.— 472 c..— Ìîñêâà: Òåõíîñôåðà, 2012.— 472 c..— Ìîñêâà: Òåõíîñôåðà, 2012.— 472 c.
 êíèãå ïðåäñòàâëåí àíàëèç îñîáåííîñòåé ðàáîòû, ìå-
òîäû ïðîåêòèðîâàíèÿ è îñíîâû ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìå-
íåíèÿ öèôðîâûõ ìèêðîñõåì â ñîñòàâå ñîâðåìåííûõ ìèê-
ðîýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ, ïðåäëîæåí áîëüøîé íàáîð
ýôôåêòèâíûõ ñõåìîòåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé áàçîâûõ ýëå-
ìåíòîâ äëÿ ðåàëèçàöèè òðåáîâàíèé, ïðåäúÿâëÿåìûõ ê
ìèêðîýëåêòðîííûì óñòðîéñòâàì, ïðèâåäåíî äåòàëüíîå
îïèñàíèå ïðèíöèïîâ ðàáîòû è ïðàâèë ïðèìåíåíèÿ ñî-
âðåìåííûõ áàçîâûõ ýëåìåíòîâ â ñîñòàâå ìèêðîýëåêò-
ðîííûõ óñòðîéñòâ. Èçäàíèå îðèåíòèðîâàíî íà øèðî-
êèé êðóã èíæåíåðíî-òåõíè÷åñêèõ ðàáîòíèêîâ, ó÷åíûõ,
ñòóäåíòîâ è àñïèðàíòîâ, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ â îáëàñòè ðàçðàáîòêè, îðãàíèçà-
öèè ïðîèçâîäñòâà è ýêñïëóàòàöèè ðàäèîýëåêòðîííîé áûòîâîé, ïðîìûøëåííîé
è ñïåöèàëüíîé òåõíèêè, èíôîðìàöèîííî-êîììóíèêàöèîííûõ, òåëåêîììóíèêà-
öèîííûõ è íàâèãàöèîííûõ ïðèìåíåíèé, èñïîëüçóþùèõ ñîâðåìåííûå ìèêðî-
ýëåêòðîííûå óñòðîéñòâà.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51696 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:52:22Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Семенов, А.А. Усанов, Д.А. Колокин, А.А. 2013-12-06T21:29:24Z 2013-12-06T21:29:24Z 2012 Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой / А.А. Семенов, Д.А. Усанов, А.А. Колокин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2012. — № 4. — С. 35-38. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51696 621.38.049.77 Предложена теоретическая модель плоской пассивной катушки индуктивности с элект-ронным управлением. Приведены расчетные графики зависимости добротности и индуктивности колебательного контура от напряжения прямого смещения n—i—p—i—n-структуры, используемой в качестве специфического сердечника, свойства которого изменяются под воздействием приложенного электрического поля. Сравнение расчетных значений с экспериментальными показало их хорошее соответствие друг другу. Запропоновано теоретичну модель плоскої пасивної котушки індуктивності з електронним управлінням.Наведено розрахункові графіки залежності добротності та індуктивності коливального контуру від напруги прямого зміщення n—i—p—i—n-структури, що використовується як специфічне осердя, властивості якого змінюються під дією прикладеногоелектричного поля. Порівняння розрахованих значень з експериментальними показало їх добру відповідність одне одному. A theoretical model of a passive flat inductor with electronic control is offered. Design charts of tank inductance and Q factor dependence on the forward bias voltage of n—i—p—i—n-structure, used as a specific core, the characteristics of which are regulated under the influence of an applied electric field, are presented. The comparison of design values with experimental features has shown their good correspondence with each other. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Функциональная микро- и наноэлектроника Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой Індуктивність, що електрично перестроюється напівпровідниковою структурою Inductance, electrically adjusted by semiconductor structure Article published earlier |
| spellingShingle | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой Семенов, А.А. Усанов, Д.А. Колокин, А.А. Функциональная микро- и наноэлектроника |
| title | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой |
| title_alt | Індуктивність, що електрично перестроюється напівпровідниковою структурою Inductance, electrically adjusted by semiconductor structure |
| title_full | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой |
| title_fullStr | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой |
| title_full_unstemmed | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой |
| title_short | Индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой |
| title_sort | индуктивность, электрически перестраиваемая полупроводниковой структурой |
| topic | Функциональная микро- и наноэлектроника |
| topic_facet | Функциональная микро- и наноэлектроника |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51696 |
| work_keys_str_mv | AT semenovaa induktivnostʹélektričeskiperestraivaemaâpoluprovodnikovoistrukturoi AT usanovda induktivnostʹélektričeskiperestraivaemaâpoluprovodnikovoistrukturoi AT kolokinaa induktivnostʹélektričeskiperestraivaemaâpoluprovodnikovoistrukturoi AT semenovaa índuktivnístʹŝoelektričnoperestroûêtʹsânapívprovídnikovoûstrukturoû AT usanovda índuktivnístʹŝoelektričnoperestroûêtʹsânapívprovídnikovoûstrukturoû AT kolokinaa índuktivnístʹŝoelektričnoperestroûêtʹsânapívprovídnikovoûstrukturoû AT semenovaa inductanceelectricallyadjustedbysemiconductorstructure AT usanovda inductanceelectricallyadjustedbysemiconductorstructure AT kolokinaa inductanceelectricallyadjustedbysemiconductorstructure |