Варізонні діоди для генерації коливань в терагерцовому діапазоні

Abstract

В роботі проведено дослідження електромагнітних коливань в терагерцового діапазону варізонними діодами на основі InPAs з використанням моделювання на основі багаточасткового методу Монте-Карло з урахуванням ударної іонізації. Показано, що ВАХ коротких варизонних діодів не містить області з негативною диференціальною провідністю, однак вони демонструють нестійкості струму типу зарядженого шару та генерацію коливань. Дослідження показало, що максимальна ефективність генерації становить приблизно 10%, спостерігається в діодах довжиною 1280 нм на частоті 100 ГГц. У більш коротких діодах ефективність знижується до 3,9% і 2,0% у діодах довжиною 640 і 500 нм відповідно. Гранична частота генерації була близько 400 ГГц в діодах довжиною 500 нм.А study of electromagnetic oscillations in the terahertz range by graded-band diodes based on InPAs has been carried out using the Ensemble Monte Carlo Technique with consideration of impact ionization. It was shown that the I-V characteristic of short graded-band diodes does not contain areas with negative differential conductivity, but they demonstrate charged layer current instabilities and oscillation generation in resonant circuits. The study revealed that the maximum generation efficiency is approximately 10%, observed in diodes with a length of 1280 nm at a frequency of 100 GHz. In shorter diodes, the efficiency decreases to 3.9% and 2.0% in diodes with lengths of 640 and 500 nm, respectively.