[发明专利]三端子PIN二极管

说明书

根据35USC§119的优先权主张

本专利申请要求于2012年8月28日提交的题为“THREE TERMINAL PIN”的临时申请No.61/694205的优先权，并且该临时申请被转让给本文的受让人并通过引用的方式被明确地并入本文中。

技术领域

本发明总体上涉及电子器件。具体而言，但并非限制地，本发明涉及用于三端子PIN二极管的系统、方法和设备。

背景技术

一些阻抗匹配器件，尤其是用于电源与等离子体处理室的阻抗匹配的器件包括具有不同电容的多个电容器，其中，将电容器的不同组合接入匹配以及与匹配断开，以调谐匹配。可以经由诸如双极结型晶体管(BJT)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)之类的开关将电容器接入匹配以及与匹配断开。

发明内容

本公开内容描述了用于三端子PIN二极管的系统、方法和设备。替代地，这可以被描述为在集电极与基极之间具有本征区的BJT、或者在与基极相邻的集电极中具有本征区的BJT。总之，该器件用作针对集电极端子与基极端子之间的交流(AC)电流或射频(RF)电流的开关。经由在基极端子与发射极端子之间施加直流(DC)偏置来控制开关，其中，该偏置的极性取决于开关的掺杂构造。在一些替代方案中，掺杂层可以被布置在基极与本征区之间，或者被布置在本征区与集电极之间。在其它替代方案中，掺杂层可以被布置在本征区的两侧上。

在本公开内容的一个方面中，公开了包括集电极、发射极、基极和本征区的开关。集电极可以具有集电极端子，发射极可以具有发射极端子，并且基极可以具有基极端子。基极可以在基极-发射极结处耦合到发射极，并且本征区可以被布置在基极与集电极之间。

在本公开内容的另一个方面中，公开了操作开关的方法。方法可以包括提供开关，开关包括基极、发射极和集电极，并且在集电极与基极之间具有本征区。基极可以具有基极端子，发射极可以具有发射极端子，并且集电极可以具有集电极端子。方法还可以包括在集电极端子与基极端子之间传导第一电流。第一电流可以具有交流分量，该交流分量具有第一幅度。方法还可以包括在集电极端子与发射极端子之间传导第二电流。第二电流具有交流分量，该交流分量具有第二幅度。方法还包括在基极端子与发射极端子之间传导第三电流并且经由第三电流来控制第一电流。

本公开内容的另一方面描述了另一种开关，该开关包括集电极、发射极、基极和本征区。集电极可以具有集电极端子，发射极可以具有发射极端子，并且基极可以具有基极端子。基极经由基极-发射极结耦合到发射极。本征区可以被布置在基极与集电极之间。流过基极端子的交流电流的幅度大于流过发射极端子的交流电流的幅度。

附图说明

通过结合附图参考下文的具体实施方式并且参考所附权利要求，本发明的各种目的和优点以及对本发明的更加全面的理解将更加显而易见并且更容易领会，在附图中：

图1示出了AC电流主要在集电极端子与基极端子之间传递的n-p-nBJT；

图2示出了在接通状态下操作的n-p-n BJT的经验导出模型；

图3示出了由n-p-n BJT构成的3端子PIN，n-p-n BJT在集电极与基极之间具有本征区，其中，AC电流主要在集电极端子与基极端子之间传递；

图4示出了在关断状态下操作的图3的3端子PIN的截面；

图5示出了在接通状态下存在的图3的3端子PIN的截面；

图6示出了具有本征区和围绕本征区的掺杂层的n-p-n BJT，并且其中，AC电流主要在集电极端子与基极端子之间传递；

图7示出了并入3端子PIN中的具有二维或三维特征的掺杂层720和722，并且其中，AC电流主要在集电极端子与基极端子之间传递；

图8示出了操作3端子PIN或BJT的方法，其中，AC电流主要在集电极与基极之间传递；

图9示出了针对本征区上的两个不同反向偏置的电压与时间关系图；以及

图10示出了控制系统的一个实施例的图形表示，在该控制系统内，可以执行一组指令来使器件实现或执行本公开内容的方面和/或方法中的任何一个或多个。

具体实施方式