Розглянуто у міліметровому діапазоні хвиль інтегральну p-i-n-структуру як розмірну систему. Доведено, що у випадку взаємодії p-i-n-діода з потужними надвисокочастотними (НВЧ) полями, матеріальне рівняння даної системи випливає з нелінійного рівняння амбіполярної дифузії. Визначено, що нелінійна компонента рівняння амбіполярної дифузії характеризує продетектований у неоднорідній активній області діода струм. Запропоновано аналітичні співвідношення для розрахунку значення електричної компоненти НВЧ поля (критичне значення поля), у разі якого починають домінувати нелінійні ефекти. Встановлено характер залежностей критичного значення поля від таких параметрів, як частота поля, ширина i-області p-i-n-структури, усередненого часу розсіювання імпульсу електронів і дірок, струму прямого зміщення. Побудовано математичну модель проходження НВЧ хвиль через інтегральну p-i-n-структуру стрічкового типу, яку використано для вирішення проблеми узгодження p-i-n-діода із одно- та багатомодовою лініями передач міліметрового діапазону.

  Скачати повний текст

Досліджено характеристики пристроїв НВЧ залежно від структури контактів діодних активних елементів і встановлено вимоги до них, що підвищують робочу частоту. Методом моделювання структури контактів обгрунтовано можливості підвищення ефективності НВЧ приладів, генерації електромагнітних коливань у діапазоні 100 - 1 000 ГГц й обгрунтовано шляхи створення нових типів НВЧ пристроїв. Запропоновано апроксимації імпедансних характеристик ДГ і ЛПД, в яких враховано розходження у виборі структури кристала та режиму роботи для генераторних і підсилювальних діодів, а також необхідність зміни структури кристалів у разі збільшення частоти. Розроблено схему синтезатора-генератора сітки частот на базі кварцового генератора та двох генераторів Ганна: опорного високостабілізованого та широкосмугового, що перестроюється керуючим сигналом.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості процесів формування високопервеансних електронних потоків з поздовжньою компресією просторового заряду (ПКПЗ), виконані з використанням числових розрахунків та моделювання електронних гармат. Розроблено електронні гармати потужністью від 0,5 до 150 кВт та макети НВЧ приладів сантиметрового та міліметрового діапазонів. Встановлено, що у високому вакуумі електронні потоки з ПКПЗ мають гаусів розподіл густини току в поперечному розрізі. Керування потоками в динаміці руху та взаємодія з металами дозволило підвищити ефективність ряду технологічних процесів. Досліджено процес генерації гальмівного рентгенівського випромінювання та визначено умови використання даного випромінювання в рентгенівській літографії. Наведено особливості взаємодії електронних потоків з матеріалами мішень. Запропоновано методи реєстрування та подавлювання плазмових коливань в зоні дії електронного променя. Проведено дослідження процесів напилювання, очистки, наплавлення та зварювання металів електронними потоками з великим просторовим зарядом.

  Скачати повний текст

Виявлено, підтверджено та досліджено явище контурного гістерезису в твердотілих мікроелектронних елементах зі структурою приладів міждоменного електронного переносу (МЕП). Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено математичну модель електронних процесів у системі взаємопов'язаних надвисокочастотних (НВЧ) мікроелементів, що враховує міждоменний характер переносу заряду, на базі якої розроблено апаратурно-технологічні принципи створення нового класу однокристальних інтегрованих НВЧ-пристроїв. Запропоновано нові схемотехнічні та технологічні рішення з питань створення логічних керуючих систем на мікровакуумних і твердотілих НВЧ-мікроелементах, що моделюють за основними показниками функціонування живої клітини та імітують біопольові інформаційні впливи на організм. Розроблено новий тип мікроелектронних резонансних датчиків широкого призначення у вигляді інтегрованих однокристальних твердотілих НВЧ-мікролементів на основі арсеніду галію, запропоновано технологію їх виготовлення.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні підходи до створення мікроелектронних первинних перетворювачів вологості з частотним виходом у вигляді біполярних та польових транзисторних структур на основі розв'язку рівняння Пуассона, основних положень теорії комплексної змінної, одержано залежність активної та реактивної складових повного опору, функції перетворення та рівняння чутливості від впливу відносної вологості навколишнього середовища та доведено, що ці залежності є суттєвими для створення нового класу мікроелектронних частотних перетворювачів вологості з поліпшеними метрологічними та економічними показниками. Розроблено їх математичні моделі, в яких на відміну від існуючих, враховано вплив відносної вологості навколишнього середовища на елементи нелінійних еквівалентних схем перетворювачів на основі біполярних і МДН-транзисторних структур з від'ємним опором, що дало змогу одержати рівняння чутливості та функції перетворення відносної вологості у частоту. Запропоновано пакет прикладних програм для моделювання та розрахунків характеристик розроблених мікроелектронних частотних перетворювачів вологості.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексні методики дослідження фізики формування інтенсивних електронних пучків у надвисокочастотних приладах O-типу. Проведено аналіз і вибір методів досліджень, а саме: методу зарядової щільності та методу Еверхарта - для проведення теоретичних досліджень (числових розрахунків), методу перехідного випромінювання - для експериментального дослідження мікроструктури електронних пучків. Розроблено математичну модель аксіально-симетричної електронно-оптичної системи та визначено оптимальні структури електричних полів для різних прискорюючих потенціалів. Проведено траєкторний аналіз руху електронів, установлено ступінь впливу просторового заряду на розмір і положення кросовера пучка залежно від прискорюючої напруги. Проаналізовано процеси струмоосадження на електродах двох різних конструкцій гармат. Побудовано числові алгоритми для аналізу фізичних полів і траєкторій руху електронів у тривимірних фокусуючих системах. Проведено розрахунок і аналіз структури електричного та магнітного полів діодної системи. За результатами траєкторного аналізу й обчислення мікроструктури стрічкового електронного пучка визначено топологію його формування у внутрішньому просторі діодної гармати та показано визначальну роль анодної щілини у процесі формування стрічкового пучка. Запропоновано загальну методику експериментального дослідження мікроструктури інтенсивних електронних пучків за перехідним випромінюванням. Розроблено програму для числового аналізу зображення сліду світіння електронного пучка. На підставі порівняльного аналізу розподілів щільності струму у поперечних перетинах аксіально-симетричного пучка показано кореляцію результатів числового моделювання й експерименту.

  Скачати повний текст