Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1663-1677 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:0197700120100166300

Sur un nouveau type de modulateur et limiteur hyperfréquences subnanoseconde

B. Boittiaux, Y. Becquelin, J.M. Jendrzejcak et E. Constant

Centre Hyperfréquences et Semiconducteurs , Université des Sciences et Techniques de Lille, B.P. 36, 59650 Villeneuve d'Ascq, France

Abstract
In this paper, a theoretical and experimental study of a new microwave device using field effect variation of carrier mobility is presented. First, the theoretical study of physics mechanisms which occur in the studied unipolar bulk semiconductor is carried out by means of analytical and computer calculations. Then, experimental results obtained on some N+ N N+ silicon samples are presented and good agreements with theoretical calculations are obtained. Finally, experimentally switching time of the microwave modulations appears to be well under 100 ps; and the power leakage of this type of microwave limiters is practically negligible.

Résumé
Nous proposons une étude théorique et expérimentale d'un nouveau type de composant semiconducteur à variation de mobilité par effet de champ qui devrait permettre la réalisation de modulateurs et de limiteurs hyperfréquences ultra-rapides. L'étude théorique des différents phénomènes physiques intervenant dans la structure semiconductrice unipolaire utilisée est effectuée analytiquement puis numériquement. Les performances susceptibles d'être obtenues en limiteur ou en modulateur sont calculées. Les premières études expérimentales effectuées sur des échantillons réalisés en silicium permettent alors la vérification des prévisions théoriques. Enfin, les résultats obtenus sur des premières maquettes non optimalisées montrent l'intérêt que pourraient présenter ces nouveaux dispositifs: temps de commutation inférieur à 100 ps pour le modulateur, limitation pratiquement instantanée de la puissance hyperfréquence pour le limiteur.

PACS
8430Q - Modulators and demodulators; discriminators, comparators, mixers, limiters, and compressors.
7220H - High-field and nonlinear effects.

Key words
Microwave devices -- Microwave modulator -- Microwave limiters -- Theoretical study -- Numerical method -- Analytical method -- Experimental study -- Semiconductor devices -- Silicon