Brevet FR2106439A1 — publié le 19720505

La présente invention se rapporte à un dispositif semi-conducteur comportant des moyens permettant de régler le champ électrique créé le long d'une couche de matière semi-conductrice s*étendant entre deux contacts quand une tension est appliquée entre ces con-5 tacts et concerne, notamment, les amplificateurs opérant par transfert d'électrons utilisant de tels moyens. On connaît un dispositif semi-conducteur comportant une couche de matière semi-conductrice, par exemple, de silicium, de germanium ou d'un composé mixte de matières semi-conductrices, ayant deux contacts espacés s'appliquant contre cette couche semi-conductrice de manière à former des jonctions d'injection avec elle. Quand on applique une tension entre les contacts, un champ électrique continu se développe le long de la partie de la couche semi-conductrice comprise entre les contacts. On a constaté que, pour diverses raisons, ce champ a tendance à ne pas être uniforme le long de la couche semi-conductrice et qu'il est généralement très intense près du contact d'anode. Cette non-uniformité est encore plus accentuée dans les dispositifs semi-conducteurs utilisant une matière semi-conductrice présentant une résistance négative différentielle, telle que l'arséniure de gallium et les composés semi-conducteurs mixtes analogues, quand cette matière semi-conductrice est placée dans un champ dont l'intensité dépasse le seuil de transfert des électrons. Pour assurer un fonctionnement correct de ces dispositifs semi-conducteurs et, en particulier, de ceux utilisant une matière semi-conductrice présentant une résistance négative différentielle, il est souvent souhaitable que le champ électrique soit pratiquement uniforme tout le long de la couche semi-conductri ce. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-ront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la Fig. 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif semi-conducteur de la présente invention; - la Fig. 2 est une vue en plan du dispositif de la Fig. 1; - la Fig. 3 est un graphique montrant divers profils que le champ électrique peut présenter dans un dispositif semi-conducteur conforme à l'invention; - la Fig. 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention; 71 21212 2 2106439 - la Fig. 5 est une vue en plan d'un dispositif semi-conducteur conforme à l'invention ayant la forme d'un amplificateur à ondes progressives; - la Fig. 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la 5 Fig. 5; et, - la Fig. 7 est une vue en coupe analogue à la Fig. 6 illustrant une modification de l'amplificateur à ondes progressives. En se référant d'abord aux Fig. 1 et 2, on voit un dispositif semi-conducteur conforme a la présente invention qui est désigné 10 en son entier par 10. Le dispositif 10 comporte une couche 12 de matière semi-conductrice, telle que le silicium, le germanium ou un composé semi-conducteur mixte, appliquée à la surface d'un substrat 14. Le substrat 14 est fait d'une matière isolante ou semi-isolante sur laquelle la couche semi-conductrice 12 peut être 15 développée, par exemple, en saphir ou en spinelle, ou en une matière semi-conductrice ayant une résistivité élevée. Deux contacts espacés 16 et 18 sont prévus sur la couche semi-conductrice 12. Le contact 16 est fait d'une matière formant une jonction d'injection avec la couche semi-conductrice 12. C'est ainsi, par exemple, que 20 le contact 16 pourrait être constitué par une pellicule de métal, d'un alliage métallique ou d'un mélange de métaux produisant un contact ohmique avec la matière semi-conductrice particulière constituant la couche 12 ou bien par une couche de matière semi-conductrice à faible résistance. Le contact 18 peut, lui aussi, 25 former une jonction d'injection ou bien, au contraire, une jonction de blocage ou d'arrêt, avec la couche semi-conductrice 12. Bien que les contacts 16 et 18 aient été représentés comme appliqués à la surface de la couche semi-conductrice 12, ils pourraient aussi être situés soit sur la surface du substrat 14, soit dans 30 des alvéoles ménagés dans la surface du substrat 14, la couche semi-conductrice 12 se prolongeant jusqu'à ces contacts. Les contacts 16 et 18 sont adaptés à être connectés à une source électrique, le contact 16 constituant la cathode ou le négatif et le contact 18 l'anode ou le positif. 35 Un troisième contact 20 est prévu à la surface de la couche semi-conductrice 12 entre les contacts 16 et 18 et près du contact 16. Ce,troisième contact 20 est fait d'une matière formant une jonction de blocage avec la matière semi-conductrice de la couche 12. C'est ainsi, par exemple, que le troisième contact 20 peut 40 être fait d'un métal qui forme une jonction de Schottky avec la 71 21212 3 2106439 couche semi-conductrice 12; ou bien ce contact peut être fait d'une matière semi-conductrice ayant le mode de conduction opposé à celui de la couche semi-conductrice 12, de façon à produire une jonction p-n avec cette dernière. Gomme le montrent les Fig. 1 et 5 2, le troisième contact 20 s'étend au-dessus du contact de cathode 16 et s'applique contre celui-ci en établissant un contact électrique avec lui. Ainsi, lorsqu'une tension est appliquée entre le contact de cathode 16 et le contact d'anode 18, la même différence de tensions existe entre le contact d'anode 18 et le troisième 10 contact 20. Dans un dispositif semi-conducteur tel que le dispositif 10 des Fig. 1 et 2, mais ne comportant pas le troisième contact 20, lorsqu'on applique une tension entre les contacts de cathode et d'anode, un champ électrique non-uniforme s'établit le long de la par-15 tie de la couche semi-conductrice comprise entre ces contacts, champ qui est généralement très intense près du contact d'anode. Par contre, quand on applique la même tension entre les contacts de cathode 16 et d'anode 18 du dispositif semi-conducteur 10, ten-tion qui est aussi appliquée entre le troisième contact 20 et le 20 contact d'anode 18, le profil du champ électrique ainsi créé le long de la couche semi-conductrice 12 est modifié, son intensité étant, notamment, diminuée près de l'anode et augmentée près de la cathode. On présume que ce phénomène est dû au fait que la tension aux bornes de la jonction d'arrêt formée entre le troisième contact 25 et la couche semi-conductrice 12 raréfie les porteurs électrisés dans la partie de la couche semi-conductrice située sous ce troisième contact, en produisant ainsi un effet de "pincement". Cet effet de pincement tend à compenser la tendance accrue des porteurs électrisés à s'éloigner du contact de cathode 16. Ainsi, la 30 jonction de blocage entre le troisième contact et la couche semi-conductrice 12 produit le même effet qu'une réduction de la concentration des porteurs électrisés autour du contact de cathode 16, de manière à changer le profil du champ électrique créé le long de la couche semi-conductrice 12. 35 On a trouvé que la mesure dans laquelle le profil du champ électrique est changé peut être modifiée en agissant sur la distance entre l'extrémité 16a en regard de l'anode du contact de cathode 16 et de l'extrémité 20a en regard de l'anode du troisième contact 20. Lorsque la distance entre l'extrémité 16a du contact de catho-40 de 16 et l'extrémité 20a du troisième contact 20 augmente, l'in 71 21212 4 2106439 tensité du champ électrique diminue près du contact d'anode 18 et augmente près du contact de cathode 16. Ainsi, en augmentant cette distance, on peut modifier l'allure du champ électrique de façon à le rendre pratiquement uniforme tout au long de la couche semi-5 conductrice 12 entre les contacts 18 et 20 et même de façon qu'il soit plus intense près du contact de cathode 16 que près du contact d'anode 18. Ce phénomène est illustré par la Fig. 3 qui est un graphique montrant la distribution du potentiel électrique le long de la cou-10 che semi-conductrice 12, entre les contacts de cathode 16 et d'anode 18. Le dispositif semi-conducteur 10 utilisé pour tracer ce graphique comporte une couche semi-conductrice 12 en arséniure de gallium de type n, ayant une concentration d'impuretés d'environ 15 —3 1. 10 ^ cm et une épaisseur d'environ 1 micron sur un substrat 15 semi-isolant 14 d'arséniure de gallium. Les contacts de cathode 16 et d'anode 18 sont des pellicules d'un alliage d'or et de germanium appliquées sur la surface de la couche semi-conductrice 12 et formant des jonctions d'injection avec cette dernière. Les contacts 16 et 18, qui ont une largeur de 0,5 mm sont espacés de 66 /*j . Le 20 troisième contact 20 est une pellicule d'aluminium formant une jonction de Schottky avec la couche semi-conductrice 12. Une tension de 30 V est appliquée entre les contacts de cathode 16 et d'anode 18. La courbe continue 22 indique la distribution du potentiel le 25 long de la couche semi-conductrice 12 en l'absence du troisième contact 20. La courbe en tirets 24 indique le potentiel le long de la couche semi-conductrice 12 avec un troisième contact 20 dont l'extrémité 20a est espacée de l'extrémité 16a du contact de cathode 16 d'une distance de 13 microns. La courbe en traits mixtes 30 26 indique la répartition du potentiel le long de la couche semi-conductrice 12 avec un troisième contact 20 dont l'extrémité 20a est espacée de l'extrémité 16a du contact de cathode 16 d'une distance de 18 ^ . La pente des courbes 22, 24 et 26 représenté, à chaque point, l'intensité du champ électrique au point considéré. 35 En effet, plus la pente est forte, plus le champ électrique est intense et inversement. La courbe 22 n'a qu'une faible pente près de la- cathode et, au contraire, une pente très forte près de l'anode. H en découle qu'en l'absence du troisième contact 20 le champ électrique n'est pas uniforme le long de la couche semi-con-40 ductrice, étant faible près de la cathode et très élevé près de 71 21212 5 2106439 l'anode* La courbe 24 a une pente sensiblement uniforme révélant une distribution pratiquement uniforme du champ électrique le long de la couche semi-conductrice. Ainsi donc, grâce à la présence du troisième contact 20 dont, dans le cas considéré, l'extrémité 20a 5 est espacée de l'extrémité 16a de la cathode 16 d'une distance de 13 jx , on obtient un champ pratiquement uniforme tout au long de la couche semi-conductrice. La courbe 26 a une pente relativement forte près de la cathode et une pente plus faible près de l'anode. Ceci montre qu'en prolongeant l'extrémité 20a du troisième contact 10 20 à une distance de 18 p» de l'extrémité 16a de la cathode 16, le champ électrique devient à nouveau non-uniforae, mais son intensité est plus forte près de la cathode que près de l'anode. On voit donc qu'en faisant varier la distance entre l'extrémité 20a du troisième contact 20 et l'extrémité 16a du contact de cathode 16, 15 on peut modifier l'allure du champ électrique le long de la couche semi-conductrice 12 de façon à obtenir un champ électrique ayant n'importe quel profil voulu, y compris un profil pratiquement uniforme. La distance dont l'extrémité 20a du troisième contact 20 doit être espacée de l'extrémité 16a du contact de cathode 20 16 pour obtenir un champ électrique ayant l'allure désirée dépend de l'épaisseur et de la densité de dopage de la couche semi-con-ductrice 12, de la distance séparant les contacts de cathode 16 et d'anode 18, ainsi que de la tension appliquée. Le troisième contact 20 du dispositif semi-conducteur 10 a été 25 représenté comme s'étendant jusqu'à l'extrémité 16a du contact de cathode 16 et comme étant directement connecté à ce dernier, mais il est à noter que ce troisième contact 20 pourrait aussi être espacé du contact de cathode 16 et pourrait être relié électriquement à celui-ci à l'extérieur du dispositif semi-conducteur 10. 30 En se référant à la Fig. 4, on voit un dispositif semi-conducteur, désigné par la référence 30 Qui est analogue au dispositif 10 des Fig. 1 et 2, et comprend une couche 32 de matière semi-conductrice appliquée sur l'une des faces d'un substrat 34 en matière isolante ou semi-isolante, et des contacts de cathode 36 et d'anode 38 es-35 pacés sur cette couche semi-conductrice 32. Au moins un contact de cathode £6, d'une matière formant une jonction d'injection avec la couche 32 est également prévu. Un troisième contact 40 est disposé sur la couche semi-conductrice 32, entre les contacts de cathode 36 et d'anode 38, près du contact de cathode 36. Toutefois, ce 40 troisième contact 40 est espacé de l'extrémité 36a du contact de 71 21212 6 2106439 cathode 3&. Le troisième contact 40, à l'instar du troisième contact 20 du dispositif semi-conducteur des Fig. 1 et 2, est fait d'une matière formant une jonction de blocage ou d'arrêt avec la couche semi-conductrice 32, soit sous la foime d'une barrière su-5 perficielle de Schottky, soit sous la forme d'une jonction pn. Le fonctionnement du dispositif semi-conducteur est le suivant : on relie les contacts de cathode 36 et d'anode 38 à une source électrique continue, telle qu'une batterie 42. Le troisième contact 40 peut soit être connecté directement au contact de cathode 10 36, de sorte qu'il est à la même tension que ce dernier. Toutefois, dans l'exemple représenté, le troisième contact 40 est relié électriquement au contact de cathode 36 à travers une seconde source électrique continue figurée par une batterie 44 qui est en parallèle avec un condensateur 46, de sorte que la tension appliquée 15 au troisième contact 40 peut être réglée par rapport à celle appliquée au contact de cathode 36 en agissant ou en sélectionnant la tension de la batterie 44« Comme dans le dispositif semi-conducteur 10 des Fig. 1 et 2, la tension appliquée entre les contacts de cathode 36 et d'anode 38 20 du dispositif semi-conducteur 30 crée un-champ électrique le long de la surface de la couche semi-conductrice 32 et la tension appliquée au troisième contact 40 modifie le profil de ce champ électrique d'une manière qui est fonction de la distance séparant l'extrémité 40a du troisième contact 40 de l'extrémité 36a du contact 25 de cathode 36. On a trouvé qu'en faisant varier la tension appliquée entre le troisième contact 40 et le contact de cathode 36, l'allure du champ électrique développé le long de la couche semi-conductrice 32 est modifiée d'une manière analogue à celle produite par une variation de la distance séparant l'extrémité 40a du 30 troisième contact 40 de 1'.extrémité 36a du contact de cathode 36. Quand on rend le potentiel appliqué au troisième contact 40 plus négatif par rapport au potentiel du contact de cathode 36, l'effet sur le profil du champ électrique est le même que celui obtenu en augmentant la distance entre l'extrémité 40a du troisième con-35 tact 40 et l'extrémité 36a du contact de cathode 36. En conséquence, on voit que le profil du champ électrique créé le long de la couche, semi-conductrice 32 peut être modifié soit en faisant varier la distance entre l'extrémité 40a du troisième contact 40 et l'extrémité 36a du contact de cathode 36, soit en faisant varier 40 la tension appliquée au troisième contact 40 par rapport à celle 71 21212 7 2106439 appliquée au contact de cathode 36, soit encore en utilisant simultanément ces deux moyens. Le dispositif semi-conducteur 10 des Fig. 1 et 2 et le dispositif 30 de la Fig. 4 peuvent Ôtre utilisés comme amplificateurs à 5 deux bornes opérant par réflexion dans la bande des hyperfréquen-ces en utilisant pour la couche semi-conductrice une matière présentant une résistance négative par des effets de transfert d'électrons, comme c'est le cas pour 1'arséniure de gallium de type n et pour d'autres composés ou mélanges de composés des groupes 10 III-V. Les contacts de cathode et d'anode sont reliés aux bornes d'une source électrique continue, qui crée, le long de la surface de la couche semi-conductrice, un champ électrique qui est au-des-sus de la tension de seuil de la région à résistance négative de la matière semi-conductrice de cette couche. De préférence, on rè-15 gle le profil du champ électrique pour qu'il soit sensiblement uniforme tout le long de la couche semi-conductrice en réglant judicieusement l'espacement entre l'extrémité du troisième contact et l'extrémité du contact de cathode et/ou la tension appliquée au troisième contact, il a été expliqué ci-dessus. On relie aussi 20 les contacts de cathode et d'anode aux bornes d'une source de signaux HF pour l'amplificateur, source qui reçoit aussi le signal de sortie de celui-ci. Ainsi, quand un signal d'entrée HF dont la fréquence correspond à la période de transit ou aux harmoniques de cette période de transit de la couche semi-conductrice, la résis-25 tance négative de la couche semi-conductrice renforce ce signal HF pendant son passage entre le contact de cathode et le contact d'anode, de sorte qu'on obtient un signal amplifié à la sortie du dispositif. Le dispositif semi-conducteur de la présente invention, qui 30 comporte une mince couche de matière semi-conductrice, quand il est utilisé comme amplificateur de réflexion en hyperfréquences, présente un certain nombre d'avantages sur les amplificateurs antérieurs du même genre, qui comprennent un corps de matière semi-conductrice ayant des contacts à ses extrémités opposées, le si-35 gnal passant à travers la masse de ce corps comprise entre les contacts. Dans les amplificateurs à réflexion antérieurs, la résistance négative du corps de matière semi-conductrice est maximale à la période de transit de ce corps et devient de plus en plus faible aux harmoniques supérieurs de cette période de transit. En 40 conséquence, on est obligé dans la pratique de faire travailler 7121212 8 2106439 ces dispositifs près de leur période de transit. Pour disposer d'un amplificateur à réflexion de ce type capable d'opérer à des fréquences plus élevées, on était obligé de diminuer le temps de transit en diminuant la distance entre la cathode et l'anode. Or, 5 ceci diminue aussi la tension et, de ce fait, le niveau d'impédance et de puissance du dispositif. Pour obtenir la même puissance à une fréquence plus élevée, on est obligé de doper 1-e dispositif davantage ou plus largement afin d'augmenter le courant, ce dont résulte une nouvelle réduction du niveau d'impédance. Une limite 10 inférieure pratique au niveau d'impédance qui peut être utilisé dans les circuits réels impose une limite supérieure au produit de la puissance par la fréquence d'un dispositif à temps de transit. Toutefois, on a constaté que le dispositif semi-conducteur de la présente invention a une résistance négative aussi forte aux har-15 moniques supérieurs de la période de transit qu'à la fréquence fondamentale de cette période. En conséquence, on peut faire fonctionner ce dispositif à des harmoniques supérieurs de la période de transit au lieu d'être obligé de réduire la distance entre la cathode et l'anode. De ce fait, l'impédance du dispositif semi-con-20 ducteur de la présente invention n'est pas obligée de diminuer quand la fréquence augmente. Ceci permet à ce dispositif semi-con-ducteur de fonctionner à des niveaux de puissance et à des fréquences plus élevés, et aussi, à des niveaux d'impédance élevés et, ainsi permet de se libérer de la limitation habituelle du produit 25 x fréquence . Un autre problème qui se pose dans des amplificateurs à réflexion connus résulte de la chaleur engendrée dans la matière semi-conductrice quand le dispositif opère à des niveaux de puissance élevés. Pour maintenir des conditions de fonctionnement correctes, 30 il convient d'évacuer une .quantité de chaleur suffisante afin que le dispositif ne dépasse pas sa limite de température. En général, cette chaleur est évacuée par des éléments de dissipation montés contre les contacts situés à l'extrémité du corps semi-conducteur. Toutefois, ceci oblige la chaleur de traverser toute la longueur 35 du corps pour gagner.les éléments de dissipation, sans assurer pour autant une évacuation acceptable de celle-ci, en, particulier, lorsque le dispositif opère avec une onde d'entrée continue. Par contre, dans le dispositif semi-conducteur de la présente invention, la couche semi-conductrice s'étend au-dessus de la surface 40 d'un substrat isolant qui peut, en même temps, être un bon conduc- T""" 71 21212 9 2106439 teur de la chaleur et dont la masse est beaucoup plus grande que celle de la couche semi-conductrice. Ainsi, la chaleur engendrée dans cette couche semi-conductrice gagne rapidement et directement le substrat, de sorte que la couche semi-conductrice est maintenue 5 à une température relativement modérée. De ce fait, le dispositif semi-conducteur de la présente invention est capable d'opérer avec un signal d'entrée continu, puisque la chaleur engendrée dans la couche semi-conductrice en est rapidement transférée dans le substrat. De plus, ce dispositif semi-conducteur peut aussi faire par-10 tie d'un circuit intégré. Ci-dessus le dispositif semi-conducteur de la présente invention a été décrit comme pouvant être utilisé comme amplificateur à réflexion pour hyperfréquences, mais il est à remarquer qu'il peut aussi être utilisé comme amplificateur à réflexion à des fré-15 quences plus basses en réglant le champ électrique le long de la couche semi-conductrice de manière qu'il soit plus élevé près du contact de cathode que du contact d'anode. Comme décrit ci-dessus, ceci peut être accompli en augmentant la distance entre l'extrémité en regard de l'anode du troisième contact et l'extrémité en 20 regard de l'anode du contact de cathode et/ou en rendant la tension appliquée au troisième contact plus négative que celle appliquée au contact de cathode. De plus, ce dispositif semi-conducteur peut aussi être utilisé comme oscillateur pour engendrer de l'énergie d'hyperfréquences en prévoyant un circuit de réaction rece-25 vant le signal de sortie du dispositif semi-conducteur, de sorte que le signal d'entrée HF de ce dispositif augmente jusqu'à ce que celui-ci entre en oscillation. En se référant aux Fig. 5 et 6 on voit une autre forme de dispositif semi-conducteur, désigné en son entier par 50, qui peut 30 être utilisé comme amplificateur à ondes progressives. L'amplificateur 50 comprend une couche 52 de matière semi-conductrice qui présente une résistance négative par effet de transfert d'électrons, comme c'est le cas de l'arséniure de gallium de type n et d'autres composés semi-conducteurs du groupe III-V ou de certains mélanges 35 de ces composés, cette couche étant appliquée à la surface d'un substrat 54 de matière isolante ou semi-isolante. Deux contacts 56 et 58 sont disposés à une certaine distance l'un de l'autre sur la couche semi-conductrice 52. Les contacts 56 et 58 sont d'une matière formant une jonction d'injection avec la couche semi-40 conductrice 52, par exemple, sont constitués par une pellicule 71 21212 10 2106439 d'un métal formant un contact ohmique avec la couche 52 ou par une couche d'une matière semi-conductrice à faible résistivité du même genre que celle de la couche 52. Comme représenté, les contacts 56 et 58 s'étendent aux extrémités opposées du substrat 54« 5 Des pellicules de contact 60a et 60b en matière conductrice s'étendent de part et d'autre du contact 56 vers les côtés du substrat 54, tandis que des pellicules de contact 62a et 62b d'une matière conductrice s'étendent de part et d'autre du contact 58 vers les côtés du substrat 54* Les pellicules de contact 60a, 60b, 62a et 10 62b sont isolées électriquement de la couche semi-conductrice 52 soit par une couche de matière isolante interposée entre ces pellicules et la couche semi-conductrice, soit en faisant ces pellicules d'une matière formant une jonction d'arrêt avec la couche semi-conductrice, par exemple, en un métal qui produit une barrière 15 superficielle de Schottky avec la couche semi-conductrice. Un étroit contact d'entrée 64 est placé sur la surface de la couche semi-conductrice 52 et s'étend le long de l'extrémité du contact 56, mais à une certaine distance de celui-ci. Un étroit contact de sortie 66 est également placé sur la surface de la couche semi-20 conductrice 52 et s'étend le long de l'extrémité du contact 58, à une certaine distance de celui-ci. Le contact d'entrée 64 comporte vine partie terminale 64a relativement large s'étendant vers l'un des côtés du substrat 54 à une partie centrale 64a située entre les pellicules de contact 60a et 62a. Le contact de sortie 66 25 comporte également une partie terminale relativement large 66a _ s'étendant vers l'autre côté du substrat à une partie centrale 66a située entre les pellicules de contact 60b et 62b. Les contacts d'entrée et de sortie 64 et 66 sont les conducteurs centraux de guides d'ondes coplanaires dont les plans de masse sont les gran-30 des surfaces conductrices -60 et 62 et leurs pellicules terminales. Les conducteurs 64 et 66 passent des positions excentriques qu'ils occupent au centre du substrat à des positions sensiblement concentriques situées sur les côtés du substrat. Les largeurs et les longueurs des électrodes d'entrée et de sortie 64 et 66 et les 35 distances entre ces électrodes et las plans de masse 60 et 62 et leurs pellicules terminales sont calculées pour maintenir les impédances voulues pour assurer un bon couplage avec les lignes d'entrée et de sortie. Les contacts d'entrée et de sortie 64 et 66 sont faits d'une matière formant une jonction d'arrêt ou de bloca-40 ge avec la couche semi-conductri ce 52, par exemple, en un métal 7121212 11 • 2106439 formant une barrière superficielle de Schottky ou d'une matière semi-conductrice de type p de même nature que la couche semi-conductrice afin de produire line jonction pn. Pour utiliser l'amplificateur 50, on relie le contact 58 à la 5 masse et on connecte le contact 56 à la masse, à travers une source électrique continue qui applique une tension de polarisation au contact 56, de sorte que ce dernier devient une cathode, tandis que le contact 58 devient l'anode. On relie le contact d'entrée 64 à une source de signaux HF et on connecte le contact de sortie 66 10 à un dispositif destiné à recevoir le signal HF amplifié. On relie aussi le contact d'entrée 64 au contact de cathode 56, à travers un filtre passe-bas, en disposant éventuellement une source électrique continue en série pour polariser le contact d'entrée par rapport au contact de cathode 56. Dans les circuits à hyperfréquen-15 ces, l'amplificateur 50 est généralement connecté à la source des signaux d'entrée, et au dispositif recevant le signal de sortie par des lignes à constantes réparties du type de celles comportant un conducteur placé électriquement à l'intérieur d'un plan de masse dont il est isolé. Dans un tel montage, le plan de masse de la 20 ligne d'entrée est connecté à la pellicule de contact 62a de l'anode 58, tandis que le plan de masse de la ligne de sortie est connecté à la pellicule de contact 62b de l'anode 58. La source électrique continue de la cathode 56 est connectée entre l'une des pellicules de contact 60a ou 60b et le plan de masse de la ligne d'en-25 trée ou de la ligne de sortie. Le conducteur de la ligne d'entrée est connecté à la partie terminale 64a du contact d'entrée 64, tandis que le conducteur de la ligne de sortie est connecté à la partie terminale 66a du contact de sortie 66. Le filtre passe-bas et la source électrique continue destinée à polariser le contact 30 d'entrée sont connectés entre l'une des pellicules de contact de cathode 60a ou 60b et la pellicule de contact 64a du contact d'entrée 64. Pour faire fonctionner l'amplificateur 50, on applique à la cathode 56 une polarisation qui crée un champ électrique le long de 35 la surface de la couche semi-conductrice 52 comprise entre la cathode 56 et l'anode 58. Cette polarisation doit être suffisante pour que le champ électrique soit supérieur à la tension de seuil de la résistance négative de la matière semi-conductrice constituant la couche 52. Le profil du champ électrique est rendu prati-40 quement uniforme le long de la couche semi-conduûtrice en agissant 71 21212 12 2106439 sur la position du contact d'entrée 64 et/ou en réglant la tension de polarisation appliquée au contact 64, comme expliqué ci-dessus. Le signal HF appliqué au contact d'entrée produit dans la couche semi-conductrice un signal HF correspondant qui se propage de la 5 cathode vers l'anode du dispositif. En traversant la couche semi-conductrice 52, la résistance négative de cette couche renforce le signal de sorte qu'on obtient au contact de sortie 66 une réplique amplifiée du signal d'entrée. L'amplificateur à onde progressive 50 a l'avantage sur l'ampli-10 ficateur à réflexion décrit plus haut que son signal de sortie est délivré par une ligne séparée de la ligne apportant le signal d'entrée, alors que dans l'amplificateur à réflexion, le signal de sortie et le signal d'entrée circulent dans la mêihe ligne. Ainsi donc, les circuits utilisés avec l'amplificateur à réflexion doi-15 vent comporter des moyens, tels qu'un circulateur, pour séparer les signaux d'entrée et de sortie, alors que dans l'amplificateur à ondes progressives 50 le signal de sortie peut être appliqué directement au circuit destiné à recevoir le signal amplifié sans aucun élément de circuit intermédiaire. L'amplificateur à ondes 20 progressives 50 a les mêmes propriétés de conduction de la chaleur que celui décrit précédemment pour 1'amplificateur à réflexion, de sorte qu'il est capable d'opérer en régime continu. De plus, on a trouvé que la phase du signal de sortie pouvait être décalée par rapport à celle du signal d'entrée en augmentant la tension appli-25 quée au contact de cathode. En outre, comme on le voit sur la Fig. 5, la structure de l'amplificateur à onde progressive 50 est symétrique. Il en résulte que bien que le contact 64 ait été décrit comme étant le contact d'entrée et le contact 66 comme étant le contact de sortie, leurs fonctions peuvent être interverties, 30 le contact 66 constituant•le contact d'entrée, tandis que le contact 64 est le contact de sortie. Toutefois, si l'on interdit ainsi les contacts 64 et 66, il faut aussi intervertir les contacts 56 et 58 de manière que le contact 58 soit la cathode et le contact 56 l'anode. L'amplificateur à onde progressive 50 peut aussi 35 être incorporé dans un circuit intégré. En se référant à la Fig. 7, on voit un autre dispositif semiconducteur conforme à la présente invention, désigné en son entier par 70, qui est une modification de l'amplificateur à ondes progressives des Fig. 5 et 6. L'amplificateur 70 a la même structure 40 que l'amplificateur 50 des Fig. 5 et 6, en ce qu'il comporte une 71 21212 13 2106439 couche 72 de matière semi-conductrice qui présente une résistance négative par effet de transfert d'électrons, cette couche 72 étant placée à la surface d'un substrat de matière isolante ou semi-isolante. Des contacts de cathode et d'anode espacés 76 et 78, ainsi 5 que des contacts d'entrée et de sortie 84 et 86 sont prévus à la surface de la couche semi-conductrice 72 entre les contacts 76 et 78. Les contacts 76 et 78, tout comme les contacts de cathode et d'anode 56 et 58 de l'amplificateur à ondes progressives 50, sont faits d'une matière formant une jonction d'injection avec la couche 10 semi-conductrice 72. Les contacts 84 et 86, tout comme les contacts d'entrée et de sortie 64 et 66 de l'amplificateur 50 sont d'une matière formant une jonction de blocage avec la couche 72. Toutefois, l'amplificateur à ondes progressives 70 comprend un contact supplémentaire 88 à la surface de la couche semi-conduc-15 trice 72, entre le contact de cathode 76 et le contact d'entrée 84» mais plus près du contact 76. Le contact supplémentaire 88 s'étend vers l'extrémité du contact de cathode 76 et au-dessus de celui-ci, de façon à être connecté à ce dernier. Le contact supplémentaire 88 est fait d'une matière formant une jonction de blocage avec la 20 couche 72, telle qu'un métal formant une barrière superficielle Schottky avec la couche semi-conductrice 72 ou une matière semi-conductrice de type p de la môme nature que la couche semi-conduc-trice 72 et formant une jonction pn avec elle. L'amplificateur à ondes progressives 70 est utilisé et opère 25 de la même manière que l'amplificateur 50 .des Fig. 5 et 6. La tension continue appliquée au contact d'entrée 84 règle le profil du champ électrique créé le long de la surface de la couche semi-conductÉLce 72, de sorte qu'on obtient un champ électrique pratiquement uniforme entre les contacts d'entrée 84 et de sortie 86. 30 Toutefois, le contact supplémentaire 88 s'étend du contact de cathode 76 sur une distance telle que la tension appliquée à ce contact 88 rend aussi le champ électrique pratiquement uniforme entre le contact de cathode 76 et le contact d'entrée 84» Cette modification du champ électrique améliore le gain et le rapport de bruits 35 de l'amplificateur 70 en améliorant le couplage d'entrée et permet aussi à l'amplificateur de travailler sur des harmoniques plus élevés de la période de transit du coupleur d'entrée afin d'obtenir des niveaux de puissance élevés sans diminution sensible de l'impédance du circuit d'entrée. 40 De plus, on peut connecter le contact de sortie 86 à l'anode 78, 71 21212 14 2106439 à travers un filtre passe-bas et une source électrique continue réglable de la même façon que le contact d'entrée 84 est connecté au contact de cathode 76. Un réglage séparé de la tension appliquée au contact 86, par rapport au contact 78, modifie le profil 5 du champ entre les contacts 86 et 78, indépendamment de celui du champ régnant entre les contacts 84 et 86. Ceci offre un moyen supplémentaire pour niveler le profil général du champ électrique et permet, notamment, d'optimiser ce profil dans le circuit de sortie du dispositif. Cette modification du champ électrique amé-10 liore également le gain et la puissance de saturation de l'amplificateur 70 en améliorant le couplage de sortie, tout en permettant à l'amplificateur de travailler à des harmoniques élevés de la période de transit du coupleur de sortie afin d'obtenir des niveaux de puissance élevés sans diminution sensible de l'impédance 15 du circuit de sortie. Ainsi, les modifications supplémentaires introduites dans le dispositif 64 permettent un réglage indépendant du profil du champ électrique dans trois régions séparées du dispositif, à savoir, la région comprise entre les contacts 76 et 84, la région de propagation d'onde entre les contacts 84 et 86 20 et la région de sortie entre les contacts 86 et 78. 71 21212 15 2106439 HEVENDICATIONS 1 - Dispositif semi-conducteur caractérisé en ce qu'il comprend une couche de matière semi-conductrice, deux contacts espacés s'appliquant contre cette couche semi-conductrice et dont l'un, au 5 moins, forme une jonction d'injection avec elle, et des moyens formant une jonction de blocage ou d'arrêt avec ladite couche, les-dits moyens, qui sont situés entre lesdits contacts et près d'un contact formant une jonction d'injection avec ladite couche, étant adaptés à modifier le profil du champ électrique formé le long de 10 cette couche quand on applique une tension entre lesdits contacts. 2 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens formant la jonction de blocage comprennent un troisième contact situé à la surface de la couche semi-conductrice, ce troisième contact étant fait d'une matière formant 15 une jonction de blocage avec la couche semi-conductrice. 3 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le troisième contact est en un métal formant une barrière superficielle de Schottky avec la couche semi-conductrice. 4 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 2 carac- 20 térisé en ce que le troisième contact est fait d'une matière semi- conductrice fonnant une jonction pn avec la couche semi-conductri-ce. 5 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le troisième contact est relié électriquement au 25 plus proche des deux contacts. 6 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le troisième contact s'étend jusqu'à ce contact proche et s'applique contre lui de manière à être connecté directement à celui-ci. 30 7 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le troisième contact est relié électriquement au plus proche des deux contacts de sorte que la tension appliquée au troisième contact peut être modifiée par rapport à celle appliquée à l'autre contact voisin des deux contacts. 35 8 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 1 caractérise en ce qu'il comprend un substrat de matière isolante sur lequel est placée ladite couche, cependant que les moyens pour former la jonction de blocage sont constitués par un troisième contact situé sur cette couche semi-conductrice, entre lesdits 40 contacts de cathode et d'anode et près du contact de cathode, ce 71 21212 1& 2106439 troisième contact formant une jonction de blocage avec ladite couche semi-conductrice, 9 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 8 caractérisé en ce que le troisième contact est relié électriquement au 5 contact de cathode et en ce que des moyens sont prévus pour appliquer une tension électrique continue entre les contacts de cathode et d'anode afin de créer un champ électrique le long de la surface de la couche semi-conductrice, entre les contacts de cathode et d'anode, champ qui est au moins égal au seuil de résistance néga- 10 tive de la matière constituant la couche semi-conductrice. 10 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que la tension appliquée au troisième contact et la position de ce troisième contact par rapport au contact de cathode sont telles que l'intensité du champ électrique est pratiquement 15 uniforme dans l'intervalle entre le contact de cathode et le contact d'anode. 11 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 9 caractérisé en ce que la tension appliquée au troisième contact et la position de ce troisième contact par rapport au contact de cathode 20 sont telles que l'intensité du champ électrique est plus élevée près du contact de cathode que du contact d'anode. 12 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend des contacts d'entrée et de sortie espacés situés sur ladite couche semi-conductrice, entre lesdits 25 contacts de cathode et d'anode, et formant des jonctions de blocage avec ladite couche semi-conductrice, ledit contact d'entrée étant proche du contact de cathode, tandis que le contact de sortie est proche du contact d'anode. 13 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication.12 carac- 30 térisé en ce que le contact d'entrée est relié électriquement au contact de cathode et en ce que des moyens sont prévus pour appliquer une tension continue entre le contact de cathode et le contact d'anode afin de créer, le long de la surface de la couche semi-conductrice, un champ électrique dont l'intensité est, au 35 moins, égale au seuil de résistance négative de la matière constituant la couche semi-conductrice. 14 -■ Dispositif semi-conducteur selon la revendication 12 caractérisé en ce que la tension appliquée au contact d'entrée et la position de ce contact d'entrée par rapport au contact de cathode 40 sont telles que l'intensité du champ électrique est pratiquement 71 21212 17 2106439 uniforme dans l'intervalle entre les contacts d'entrée et de sortie . 15 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 14 caractérisé en ce qu'un contact supplémentaire est prévu sur la couche 5 semi-conductrice entre le contact de cathode et le contact d'entrée et près du contact de cathode, ce contact supplémentaire, qui forme une jonction de blocage avec la couche semi-conductrice, étant connecté au contact de cathode. 16 - Dispositif semi-conducteur selon la revendication 15 carac-10 térisé en ce que le contact de sortie est connecté au contact d'anode de manière à produire entre eux une différence de tensions qui rend le champ électrique pratiquement uniforme entre le contact de sortie et le contact d'anode.