Title: Hot-carrier triodes with thin-film metal base
Abstract: Analysis is presented of the frequency performance of various metal-base hot-carrier triode amplifiers that differ only in the type of hot-carrier emitter they utilize. The triodes considered are: (1) the SMS, or semiconductor-metal-semiconductor, triode utilizing a Schottky barrier emitter; (2) the space-charge-limited emitter triode; and (3) the tunnel-emitter triode. The results are compared with the performance of the bipolar germanium junction transistor. It is shown that for all three hot-carrier triodes, the maximum gain-band product increases with current density, and approaches an asymptotic limit of about 1·4 × 106/S which is due to collector limitation, where S is the stripe width in centimeters. It is further shown, however, that this limit is closely approached at reasonable current density only by the SMS triode. This limit is to be compared with a value of 5–12 × 106/S for the germanium transistor. At an emitter current density of 1000 A/cm2 and a stripe width of 10 μ, the maximum gain-band products, or maximum oscillating frequencies, are 60 kMc/s for the SMS triode, 38 for the space-charge-limited emitter triode, and 10 for the tunnel-emitter triode. On présente une analyse du rendement de la fréquence de diverses triodes amplificatricesàbase de métal etàporteurs chauds qui diffèrent seulement dans le type d'émetteuràporteurs chauds qu'elles utilisent. Les triodes considérées sont: (1) la triode SMS, semiconducteur-metal-semiconducteur, utilisant unémetteur de barrière Schottky (2) la triodeàémetteur de charge d'espace limitée et (3) la triodeàémetteur tunnel. Les résultats sont comparés avec le rendement du transistoràjonction bipolaire. On démontre que pour toutes ces trois triodesàporteurs chauds le produit gain-largeur de bande maximum augmente avec la densitéde courant et tend vers une limite asymptotique d'environ 1,4 × 106/S qui est due aux limites du collecteur, oùS est la largeur de bande en centimètres. On démontre aussi que toutefois cette limite est approchée de prèsàune densitéde courant raisonable par la triode SMS seulement. Cette limite est comparée avec une valeur de 5–12 × 106/S pour le transistor au germanium. A une densitéde courantémetteur de 1000 A/cm2 et une largeur de bande de 10 μ, les produits gainlargeur de bande maxima ou les fréquences d'oscillations maxima sont de 60 kMc/s pour la triode SMS, 38 pour la triodeàémetteur de charge d'espace limitée et 10 pour la triodeàémetteur tunnel. Die Frequenzleistung verschiedener mit heissen Elektroden arbeitenden Trioden-Verstärkern mit Metallbasis, die sich durch den Emitter der heissen Elektronen unterscheiden, wird besprochen. Zu diesen Trioden gehören: (1) Die SMS oder Halbleiter-Metall-Halbleiter-Triode mit einem Sperremitter nach Schottky: (2) Die Triode mit durch Raumladung begrenztem Emitter (3) Die Tunnel-Emitter-Triode. Die Ergebnisse werden mit der Leistung eines bipolaren Transistors mit Germaniumübergang verglichen. Es wird gezeigt, dass für die mit heissen Elektroden arbeitende Triode das maximale Bandbreitengewinn-Produkt mit der Stromdichte zunimmt und asymptotisch einem Grezwert von 1,4 × 106/S zustrebt, was auf der Begrenzung durch den Kollektor beruht, und wo S die Breite des Streifens in cm ist. Es ergibt sich ferner, dass bei annehmbarer Stromdichte nur die SMS-Triode diesem Grenzwert einigermassen nahe kommt. Für einen Germanium-Transistor ist der entsprechende Grenzwert 5–12 × 106/S. Für eine Streifenbreite von 10 μ und eine Emitterstromdichte von 1000 A/cm2 sind die maximalen Bandbreitengewinn-Produkte oder die maximalen Schwingungsfrequenzen 60 kMHz für die SMS-Triode, 38 für die Triode mit durch Raumladung begrenztem Emitter und 10 für die Tunnel-Emitter Triode.
Publication Year: 1963
Publication Date: 1963-05-01
Language: en
Type: article
Indexed In: ['crossref']
Access and Citation
Cited By Count: 35
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