マイクロ波半導体接合デバイスの非線形解析

摘要

半導体接合には拡散電流と変位電流が流れ，それらは電圧の非線形関数で表される．本論文では非線形性を利用したマイクロ波デバイスの特性解析法を述べる．これらのデバイスの回路方程式は電圧と電流の時間に関する非線形微分方程式で表される．ここで述べる解析法では，この非線形微分方程式の定常解を求め，そのフーリエ解析から種々の調波におけるインピーダンスと電力を計算する．この解析法は，外部回路のインピーダンスをそこにかかる電圧に置換して計算する（電圧置換法）ことにより，種々の調波に対して任意の負荷インピーダンスで終端するという条件で計算ができること，任意の負荷インピーダンスに対して同じコンピュータ計算時間でよいこと，という利点をもつ．接合ダイオードの電流と電圧波形を求めるとともに，電界効果トランジスタ（FET）を用いた周波数逓倍器と周波数分周器の動作特性の解析を行った．