自对准栅场发射三极管的设计

对于场发射三极管，提高使用频率，增加跨导以提高增益是设计的关键。因此，本文在研究场发射三极管工作原理的基础上，重点分析了场发射三极管结构参数与电参数的关系，设计出了两种结构、四种尺寸的自对准栅场发射三极管单元结构参数，并对它们的性能进行了讨论。     

硅场发射三极管的研究

简单介绍了硅场发射三极管的制造，三极管的Ｉ－Ｖ特性，在实验和理论上研究了栅门高度对发射电流的影响。     

场发射阴极电子管的频率限制

本文分析了场发射阴极真空微电子三极管的增益-带宽乘积。利用Fowler-Nordheim场发射方程计算了三极管的跨导gm,根据三极管的几何结构估算了电容。场发射锥尖采用合理的几阿结构达到了GHz范围的截止频率,这低于Ⅲ-Ⅴ半导体器件所能达到的截止频率。据报道,利用典型的场发射极电流-电压关系可达到MHz范围的截止频率。随着固态器件尺寸的减小和截止频率的不断提高,使其增益-带宽和截止频率f_T与真空器件的日益接近。     

硅薄膜场发射阴极的制造和性能

本文评述了薄膜场发射阴极的一般制造方法后,介绍了我们的制造技术。我们用硅材料为基体,用各向同性的湿法化学腐蚀工艺制出尖端,用氧化增尖和自对准栅极工艺制成TFFEC—薄膜场发射阴极。外加阳极就构成了三极管。本文给出了TFFEC和三极管的测试性能。     

电泳工艺制备阵列场发射阴极及其性能的研究

碳纳米管是理想的场发射冷阴极材料,阴极的图形阵列化是实现碳纳米管场发射显示器动态全彩视频显示的核心.三极管结构能够更好地进行矩阵寻址显示图像,且与常规的驱动电路相兼容,降低整体平板显示器件的制作成本.从实验出发,探索利用简单的电泳工艺制备图形化碳基薄膜阴极,采用与阴极成同一水平面的栅极的三极管结构,并对电泳的实验参数进行优化以提高阴极电压电流特性和发射的均匀性等问题,为场发射器件的制造提供优良的工艺基础.研究机械球磨和稀释悬浊液浓度对碳纳米管沉积均匀性的影响.实验结果表明稀薄的悬浊液的条件下可以在玻璃的银浆导电层上沉积较薄而均匀的碳纳米管膜,与丝网印刷工艺制备的阴极相比,均匀性更好,厚度更容易控制,具有更好的发射均匀性.测试图形化的阵列碳纳米阴极的三极管结构的场发射特性,发现当阳极电压保持在600 V,栅极电压接近500 V时,阳极电流能达到2.6 mA/cm2.荧光粉发光均匀,相比二极管结构具有更低的阈值电压,在亮度、均匀性和稳定性方面都有显著的优势.     

微小孔径场发射阵列的电子束特性数值模拟

以场发射基本原理为基础,简化三极管阵列模型,采用有限差分法对微孔径场发射阵列进行了三维模拟.通过改变栅极孔径和尖锥高度并保持其它参数不变的情况,从而获得阳极电子束斑的直径.得到不同情况下的阳极电子束光斑直径的变化.分析了导致电子束光斑大小变化的原因.得出与实际相符合的数值模拟,为试验提供设计依据.     

平面型纳米真空三极管的计算机模拟

平面纳米真空三极管只需要平面工艺,与现有的微电子工艺兼容,与基于经典Spindt阴极的真空微电子三极管相比,具有工艺相对简单等特点,同样具备纳米真空电子器件抗辐射、温度稳定性好等优点。本文采用粒子模拟方法对平面型纳米真空三极管的场发射特性进行了计算机模拟研究,模拟中考虑了空间电荷的影响。典型器件的模拟结果表明,平面型纳米真空三极管具有信号响应速度快,工作电压较低等优点。研究了该三极管结构中的尖端曲率半径、尖端相对高度、栅极电压和阳极电压对场发射特性的影响,有助于设计和优化该类器件结构。这种平面型纳米真空三极管可望成为真空集成电路的基础器件,并在卫星等航空航天领域等需要抗辐射领域获得应用。     

三色碳纳米管场发射灯的研制

报道了以粉末状碳纳米管为原料用丝网印刷法制备图形化的碳纳米管阴极的技术。采用热处理和氢等离子体表面处理方法提高了丝网印刷法制备的碳纳米管阴极的场发射性能，处理后阴极的阈值场强从4V／μm降到～1V／μm，场发射电流密度在4．5V／μm时达到了2．53mA／μm^2，发射点密度从～10^3／cm^3增加到～10^5／cm^2。在此基础上，成功地设计和封装了三极管结构的三色高亮度碳纳米管场发射灯器件。     

基于场发射三极管结构的离子轰击分析

离子轰击影响场致发射器件的稳定性和工作寿命。本文以碳纳米管场发射三极管结构为例模拟了气体—电子碰撞电离产生的正离子回轰阴极的全过程，对模型中的平面阴极受损的位置和程度进行了的分析；为了减小离子轰击的影响，在三极管中引入了第二栅极利用其离子陷阱效应，并模拟了使用第二栅极后正离子回轰阴极的全过程和阴极受损情况。模拟结果证明，加入离子陷阱结构后可以明显改善场致发射三极管的离子轰击问题。     

电子跳跃结构场发射阴极的电子通过率研究

针对一种基于二次电子发射的跳跃电子阴极三极管结构进行了研究,这种特殊结构可以有效地提高了电子注电流密度。并减小受残余气体离子的对阴极轰击造成的阴极发射跌落。对应用碳纳米管场发射的跳跃电子阴极的三极管结构的电子通过率的研究,提出了的栅网上蒸镀高二次电子发射系数的介质膜的方法,可以有效地解决栅网的截获问题,提高电子通过率。     

场发射金属尖阴极阵列的制备

本文采用ＳｉＯ２作锥尖的塑模，再利用塑模制备出场发射金属尖阴极阵列，并给出ＳＥＭ金属尖照片，分析了工艺因素对金属尖的影响，同时提出了真空微电子二极管和三极管的设想。     

横向场发射三极管

利用薄膜边缘场发射阴极设计的三极管、阴极、栅极和阳极是平面结构，因此极间电容小，适合应用于高速和高频电路。它在工艺上与半导体器件兼容，工艺比较简单，是真空微电子集成电路中的有源器件，它有着广泛的应用前景。     

场发射微型三极管研究

我们已成功地制造并测试了模拟集成场发射微型三极管结构。这种微型三极管采用了Spindt型钼(Mo)场发射阴极和三种不同结构的阳极。阳极到栅极和发射极锥尖的距离d分别是>5mm、≈1.25mm和≈2～20μm。本文讨论了器件工作状态对紧靠阳极的钼场发射锥尖工作特性造成的影响。测得的跨导值为0.5mS(5μS/锥尖或12S/cm~2)、截止频率是0.8MHz。照此结果推算,有望得到250mS/mm的跨导和100GHz的截止频率。     

电泳淀积三极管结构的碳纳米管场发射显示阴极

本研究探索了一种电泳选域组装碳纳米管发射器到正栅极结构的衬底中作为三极管结构的场发射显示阴极的工艺.在这个工艺中,悬浊液中的碳纳米管在施加于栅极电极和阴极电极的电压的作用下移向并淀积到三极管结构的衬底中.同时,这个栅极电极的正电压能够排斥悬浊的碳纳米管,使栅极电极不吸附碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管选域组装到栅极孔洞中去,并且每一个孔洞中碳纳米管具有相同的组装密度.该工艺成本低、可实现大面积阴极的制备,是一种在制备三极管型碳纳米管场发射显示阴极中可供选择的工艺.     

《最新通用晶体三极管置换手册》

本书全面汇编了国内外电子元器件产品所使用的晶体三极管及其模块的实用关键参数和代换型号，内容涉及到2006年以前国内外三极管生产厂家的大部分最新三极管（包括三极管模块）的型号。全书共分三部分，第一部分介绍该手册的查询方法，第二部分介绍三极管的型号命名、使用和检测方法等基础知识，[第一段]     

三色碳纳米管场发射灯的研制

报道了以粉末状碳纳米管为原料用丝网印刷法制备图形化的碳纳米管阴极的技术.采用热处理和氢等离子体表面处理方法提高了丝网印刷法制备的碳纳米管阴极的场发射性能,处理后阴极的阈值场强从4V/μm降到～1V/μm,场发射电流密度在4.5V/μm时达到了2.53mA/cm2,发射点密度从～103/cm2增加到～105/cm2.在此基础上,成功地设计和封装了三极管结构的三色高亮度碳纳米管场发射灯器件.     

三色碳纳米管场发射灯的研制

报道了以粉末状碳纳米管为原料用丝网印刷法制备图形化的碳纳米管阴极的技术.采用热处理和氢等离子体表面处理方法提高了丝网印刷法制备的碳纳米管阴极的场发射性能,处理后阴极的阈值场强从4V/μm降到～1V/μm,场发射电流密度在4.5V/μm时达到了2.53mA/cm2,发射点密度从～103/cm2增加到～105/cm2.在此基础上,成功地设计和封装了三极管结构的三色高亮度碳纳米管场发射灯器件.     

当代电子学的标志——真空微电子学

本文概述了真空微电子学的基本原理、特性、用途及发展现状。现在真空场发射三极管高频电压增益可做到11dB,跨导为38μS。预计真空微三极管的频率可达3GHz以上。指出,新研制的真空微电子微带放大器在35～1000GHz(1THz)频段下输出功率可达1～50W。     

三极管特征频率下1GHz振荡器设计与仿真

三极管振荡器一般工作在截止频率附近，这时虽然能够输出较大信号，获得较好的频率稳定度，但是电路中滤波器性能的好坏直接影响输出的高次谐波干扰，而且这种设计思想大大限制了三极管往更高频率上的应用。谩计了在特征频率工作下的三极管振荡嚣，严格限制了高次谐波干扰。建立了射频三极管分布参数、封装参数模型，利用上述模型模拟了三极管特征频率下工作的振荡器振荡频率，输出电压与电源电压、振荡频率与电源电压、振荡频率与基极电感、输出电压与基极电感的关系。最后得出模拟与实验测试一致的结果。     

Multisim仿真软件中三极管模型参数的确定

Multisim仿真软件元件库中找不到特定型号三极管时,常常需要新建三极管模型并确定模型参数。从电流特性、输出特性等七个方面分析了三极管G-P模型参数的物理意义,并且通过实例说明了通常情况下三极管模型参数的估算方法。对于模型参数的准确性通过实验的方法加以验证,表明这种估算方法具有较好的仿真度和实用性。