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Tunneling assisted GaAs avalanche transit-time diodes with oscillation frequencies between 140 and 170 GHz are presented. The device design results in a relatively low dc-voltage of 8 Volts. A non-alloyed Schottky contact instead of an ohmic contact on highly doped GaAs reduces losses at rf-frequencies. Cw-output power of 10 mW at 142 GHz and 1.3 mW at 170 GHz are attained in fundamental mode with devices on diamond heat-sinks. The diodes show an excellent noise behaviour resulting in a noise measure of only 26.5 dB at 170 GHz.
Übersicht
In dieser Arbeit werden GaAs-Laufzeitbauelemente für den Frequenzbereich von 140 GHz bis 170 GHz beschrieben, bei denen die Ladungsträgergeneration durch tunnelstromunterstützte Lawinenmultiplikation erreich wird. Der Bauelemententwurf resultiert in einer relativ niedrigen Betriebsspannung von 8 Volt. Die Verluste im Bauelement konnten durch die Verwendung eines nicht legierten Schottky-Kontakts auf hochdotiertem GaAs-Material anstelle eines ohmschen Kontakts merklich reduziert werden. Für Bauelemente auf Diamantwärmesenken konnten Hochfrequenzausgangsleistungen von 10 mW bei 142 GHz und 1,3 mW bei 170 GHz im Grundwellenmodus erzielt werden. Die Dioden zeigen ein sehr gutes Rauschverhalten mit einem Rauschmaß von nur 26,5 dB bei 170 GHz.
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References
Räisänen, A. V.: Frequency multipliers for millimeter and submillimeter wavelength Proceedings of the IEEE 80 (1992) 1842–1858
Eisele, H.: Theorie, Technologie und Untersuchung von Lawinenlaufzeitdioden aus MBE-GaAs für W-Band Frequenzen. Ph. D. Thesis, Technical University of Munich, 1989
Tschernitz, M.;Freyer, J.;Grothe, H.: GaAs Read-type IMPATT diodes for D-band, Electronics Letters 30 (1994) 1070–1071
Elta, M. E.;Fetterman, H. R.;Marcopoulos, W. V.;Lambert J. J.: 150 GHz GaAs MITATT source. IEEE Electron Device Letters EDL-6 (1980) 115–116
Pöbl, M.;Bogner, M.;Gaul, L.: Cw GaAs MITATT source on copper heat-sink up to 160 GHz. Electronics Letters 30 (1994) 1316–1317
Elta, M. E.;Haddad, G. I.: Mixed tunneling and avalanche mechanisms in p-n junctions and their effects on microwave transit-time devices. IEEE Transactions on Electron Devices ED-25 (1978) 694–702
Gaul, L.;Claassen, M.: Pulsed high-power operation of p+pnn+-avalanche diodes near avalanche resonance for mm-wave oscillators. IEEE Transactions on Electron Devices 41 (1994) 1310–1318
Konoshi, Y.;Allen, S. T.;Reddy, M.;Rodwell, M. J. W.: AIAs/GaAs Schottky-collector resonant-tunnel-diodes. Solid-State Electronics 36 (1993) 1673–1676
Pöbl, M.: Herstellung und Untersuchung von Tunnellaufzeit-Dioden für Millimeterwellen. Ph. D. Thesis, Technical University of Munich 1994
Josenhans, J.: Noise spectra of Read diode and Gunn Oscillators. Proceedings of the IEEE 54 (1966) 1478–1479
Kurokawa, K.: Noise in synchronized oscillators. IEEE Transactions on Microwave Theory and Technics MTT-16 (1968) 234–240
Harth, W.;Bogner, W.;Gaul, L.;Claassen M.: A comparative study on the noise measure of millimetre-wave GaAs IMPATT diodes. Solid-State Electronics 37 (1994) 427–431
Gaul, L.;Huber, S.;Freyer, J. Claassen, M.: Determination of tunnel-generation rate from GaAs pin-structure. Solid-State Electronics 34 (1991) 723–726
Krieger, J. B.: Theory of electron tunnelling in semiconductors with degenerate band structure. Annals of Physics 36 (1966) 1–60
Benz, C.: Zener-Tunneln und Stoßionisation in abrupten GaAs-PIN-Strukturen. Master Thesis Technical University of Munich 1994
Allam, R.;Pribetich, J.: Temperature dependence of electron saturation velocity in GaAs. Electronics Letters 26 (1990) 688–689
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Freyer, J., Harth, W., Bogner, W. et al. GaAs transit-time diodes for D-band frequencies. Electrical Engineering 78, 257–259 (1995). https://doi.org/10.1007/BF01240231
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01240231