[发明专利]一种具有双负阻特性的负阻器件

说明书

本发明属于半导体器件与微电子技术领域。

近些年来，国外已发展了很多种三端电压控制型负阻器件，与本发明结构和工作原理相近的有双基区晶体管(DUBAT)^[1]，栅调制双极晶体管(GAMBIT)^[2]，和″∧″晶体管(LBT)^[3]三种。这些器件一般只有电压控制型单一负阻特性，正阻区阻值不易控制，制造工艺(指DUBAT和GAMBIT)与CMOS工艺不匹配等问题。上述问题的存在限制了这些器件的应用范围，造成电路设计上的困难和不能与性能优异的CMOS电路实行兼容。

本发明的目的是提出并研制成一种复合式三端负阻器件，它同时具有电压控制″∧″型负阻特性和电流控制″S″型负阻特性，拓宽了其应用范围；通过Rc电阻控制正阻区的斜率，提高了电路设计上的灵活性；其结构与CMOS电路相近，在工艺上易与CMOS电路兼容。

为实现上述目的，本发明所提出的三端负阻器件是由一n沟耗尽型MOS管作为反馈器件与一横向pnp双极管作主器件以及其负载电阻Rc，按照图1的方式(MOS管漏极(D)与双极管基极(B₁)相联，MOS管栅极(G)与双极管集电极(C₁)经过Rc相联)联接而成。双极管的E极(E₁)为整个负阻器件的E极，MOS管的源极(S)为负阻器件的B极，MOS管栅(G)为负阻器件的C极。

本发明所提出的三端负阻器件在结构上与上述三种器件的主要区别如表1所示。

        表1：本发明与已有的结构相近的三种负阻器件的比较

负阻器件类别反馈器件主器件     备  注DUBATpnp横双极管纵向npn双极管GAMBIT纵向n沟JEET纵向pnp双极管LBTn沟增强型MOS管纵向npn双极管MOS管导通后对I_B起分流作用而产生负阻本发明n沟耗尽型MOS管横向pnp双极管V_CE大时MOS管夹断而产生负阻

通过表1的对比可知本发明所提出的结构是以前未曾有过的，是创新的。

以下结合附图简单地说明此种新型结构产生两种负阻特性的过程：