Проводимость в высоколегированном кремнии на СВЧ, Потери от поляризации Опции

[Stefan1]

Добрый день.
Если на брусок полупроводника заземленный с одной стороны пустить СВЧ ток - как можно классифицировать потери в нем?
Как я понимаю, во-первых, это потери от протекания тока в скин слое полупроводника (высоколегированного кремния с удельным сопротивлением 0,001 Ом*см). С этим все понятно.
А во-вторых есть еще потери от поляризации, но на сколько большой вклад они вносят всуммарные потери на частотах порядка 3 ГГц не понятно. Подскажите пожалуйста с этим вопросом.

Сообщение отредактировал Stefan1 - Jul 27 2016, 06:28

[saab]

Добрый день.
Если на брусок полупроводника заземленный с одной стороны пустить СВЧ ток - как можно классифицировать потери в нем?
Как я понимаю, во-первых, это потери от протекания тока в скин слое полупроводника (высоколегированного кремния с удельным сопротивлением 0,001 Ом*см). С этим все понятно.
А во-вторых есть еще потери от поляризации, но на сколько большой вклад они вносят всуммарные потери на частотах порядка 3 ГГц не понятно. Подскажите пожалуйста с этим вопросом.

Вопрос не ясен. Как вы в проводник, пусть даже полу, запустите две поляризации СВЧ.
Желательно чертежик.
Это же вам не круглый волновод.

[alexunder]

Вопрос не ясен. Как вы в проводник, пусть даже полу, запустите две поляризации СВЧ.
Желательно чертежик.
Это же вам не круглый волновод.

Предполагаю, речь идёт о том, что сильно легированный ПП обладает металлической проводимостью (что и имеет место быть для n++ слоёв) и может рассматриваться как проводящая плоскость.

[Stefan1]

Предполагаю, речь идёт о том, что сильно легированный ПП обладает металлической проводимостью (что и имеет место быть для n++ слоёв) и может рассматриваться как проводящая плоскость.

Это во-первых. А во-вторых, на сколько я понимаю есть еще проводимость, связанная с поляризацией полупроводника и, как следствие, с потерями от поляризации. Вот эти потери и интересуют - на сколько они существенны. Как посчитать их?

[saab]

Это во-первых. А во-вторых, на сколько я понимаю есть еще проводимость, связанная с поляризацией полупроводника и, как следствие, с потерями от поляризации. Вот эти потери и интересуют - на сколько они существенны. Как посчитать их?

Обана вы так неясно выражаетесь и в суе упоминаете "поляризацией полупроводника."
Ладно, открываем библиотеку и там имеем типо Si типо окисел? типо ПП?
Ну нет у металлов поляризаций, по крайней мере я не вкурсе.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stefan1]

В сильно-легированном ПП наличиствует море свободных электронов, делокализованных при комнатной температуре - рассматривайте такой объект как металл. Соответственно, все эффекты, присущие металлу, в данном случае будут воспроизводиться в таком полупроводнике.
Описанное выше применимо к равномерно легированному бруску кремния, как например, сильно-легированные пластины. Но в таком случае Ваша фраза "К примеру, плоский конденсатор заполнен полупроводником" не очень ясна.
Если же вы говорите за кремниевую пластину с тонким легированным слоем у поверхности или SOI, то это уже другая история.

То есть Вы предлагаете принебречь поляризацией и потерями с ней связанными? Хотелось бы физику до конца понять...
Может быть я действительно ввел в заблуждение. Конденсатор - это я обстрактно выразился . Если привязываться к реальности - то речь идет о МОП конденсаторе толщиной 100 мкм. Габаритные размеры - 4х1 мм. То есть это высоколегированный кремний (подложка) со слоем SiO2 и на самом верху металл. С низу подложка напаивается на металлический фланец.

Ладно, открываем библиотеку и там имеем типо Si типо окисел? типо ПП?
Ну нет у металлов поляризаций, по крайней мере я не вкурсе.

У меня есть статья, где пишут, что есть в полупроводниках потери на поляризацию (могу скинуть статью).

Сообщение отредактировал Stefan1 - Jul 27 2016, 14:22

[alexunder]

То есть Вы предлагаете принебречь поляризацией и потерями с ней связанными? Хотелось бы физику до конца понять...

А что в металлическом кремнии может поляризоваться? Это же не диэлектрик, не жидкий кристалл - диполей в нем нет

Может быть я действительно ввел в заблуждение. Конденсатор - это я обстрактно выразился . Если привязываться к реальности - то речь идет о МОП конденсаторе толщиной 100 мкм. Габаритные размеры - 4х1 мм. То есть это высоколегированный кремний (подложка) со слоем SiO2 и на самом верху металл. С низу подложка напаивается на металлический фланец.

то есть в вашем эксперименте на МОП конденсатор подается AC напряжение?

У меня есть статья, где пишут, что есть в полупроводниках потери на поляризацию (могу скинуть статью).

Давайте, посмотрим.

[Stefan1]

то есть в вашем эксперименте на МОП конденсатор подается AC напряжение?

Да

Давайте, посмотрим.

Статья:
 ______________________________________________________________________.doc ( 4.42 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 97


Сообщение отредактировал Stefan1 - Jul 28 2016, 06:27

[alexunder]

Статья:
 ______________________________________________________________________.doc ( 4.42 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 97

Спасибо. В начале темы вы говорите о потерях из-за поляризации, это и вызвало недоумение. В статье же идет речь совсем о другом, а именно, о потерях, связанных с наведенными вихревыми токами (токи Фуко), возникающими в объеме полупроводника под действием СВЧ.
Поляризация присходит в диэлектриках, но никак не в монокристаллических (и тем более сильнолегированных) полупроводниках (рекомендую старый но хороший учебник для ВУЗов Фрелих Г. Теория диэлектриков). Исключения: собственные неорганичекие полупроводниковые материалы при низких температурах или, как упомянул выше saab, органические полупроводники с малой подвижностью носителей заряда.
Судя по тому, что в конце статьи приводится в пример именно сильнолегированный ПП, то описываемые процессы вполне актуальны, что не удивительно, ведь токи Фуко - классическое явление для любой металлической поверхности. Тем не менее, в статье речь идет о несколько ином эксперименте: модель проволоки над ПП кристалом, обсуждаются потери, связанные с близостью и геометрией этой проволоки к кристаллу полупроводникового материала. Тема актуальная для комбинированных СВЧ устройств и схем (см комметарий saab про бондинг и пр).
У вас же просто МОП конденсатор, на который подается переменной напряжение. Мне, если честно, не до конца понятно, что именно вы хотите определить. Однако я и не специалист в СВЧ, так что не обессудьте.
Как уже упоминалось выше, рассматривайте ваш объект как обычный плоский конденсатор: SiO2 плоскость с металлическими обладками.

[Stefan1]

Поляризация присходит в диэлектриках, но никак не в монокристаллических (и тем более сильнолегированных) полупроводниках (рекомендую старый но хороший учебник для ВУЗов Фрелих Г. Теория диэлектриков). Исключения: собственные неорганичекие полупроводниковые материалы при низких температурах или, как упомянул выше saab, органические полупроводники с малой подвижностью носителей заряда...

Спасибо за развернутый ответ.
Однако в статье на стр 56 есть все же слова про поляризацию:


Сообщение отредактировал Stefan1 - Jul 29 2016, 06:15

[saab]

Спасибо за развернутый ответ.
Однако в статье на стр 56 есть все же слова про поляризацию:

ИМХО нет у поляризации тока, но есть общие потери. ИМХО описка, имели ввиду токи смещения? Задача предельно простая: бондинг и ПП структура и разведена теория на уровне Нобелевки и все не то.