Brevet FR2077568A1 — publié le 19711029

La présente invention a pour objet un dispositif à micro-ondes, et p-lus particulièrement, une structure à ondes lentes, chargée par une résistance négative, présentant un gain pour les fréquences de micro-ondes. Un article " Coupling Between Slow-Waves and Convective Instabilities in Solids", de J.M. Hammer, pages 358 à 360 du volume 10, N" 12, Applied Fhysics Letters, 15 juin 1967, décrit l'équivalent à l'état solide d'un tube classique à ondes progressives, dans lequel les porteurs mobiles des matériaux semi-conducteurs présentant une mobilité différentielle négative, telle que le gallium-arsenic, interagissent avec les ondes électromagnétiques de ces structures à ondes courtes, ces ondes présentant des vitesses de phase comparables à la vitesse des porteurs mobiles. Cet article suggère que, lorsque la vitesse de phase de l'onde est légèrement supérieure, mais encore comparable à la vitesse de déplacement de l'électron dans un matériau semiconducteur tel que le gallium-arsenic, la présence d'une mobilité différentielle négative permet d'obtenir un gain par un procédé analogue à celui du tube à onde progressives. Ce procédé nécessite qu'il existe un certain synchronisme entre la vitesse de phase de l'onde et la vitesse de déplacement du porteur. Les vitesses de déplacement du porteur dans les semi-conducteurs étant de l'ordre de 2 x 10^ cm/s, tandis que la vitesse des ondes électromagnétiques approche de 3 x 10^ cm/s (la vitesse exacte dépendant de la constante diélectrique du matériau semi-conducteur), un important ralentissement est nécessaire pour obtenir des vitesses de phase de l'ordre des vitesses de déplacement du porteur à effet de champ, dans les semi-conducteurs. Cet article précise que les structures permettant d'obtenir le ralentissement nécessaire pour que la vitesse de phase d'onde soit comparable à la vitesse de déplacement du porteur, présentent des problèmes nouveaux concernant l'attaque de l'onde et la configuration du circuit. En fait, pour obtenir un degré de ralentissement de l'ordre de 1000, ce qui semble nécessaire, les structures à onde lente doivent présenter des espaces précis entre les séries adjacentes d'éléments tels que les éléments à segments entrelacés, de seulement un ou deux microns, ce qui est très difficile sinon impossible à réaliser actuellement . L'invention est identique au sujet décrit dans l'article de Hammer, uniquement dans la mesure où elle tient compte de l'avantage de la mobilité différentielle négative des porteurs mobiles dans les matériaux semi-conducteurs tels que le gallium-arsenic, pour obtenir un gain de l'onde électromagnétique qui interagit avec les porteurs mobiles présentant une mobilité différentielle 70 46527 2 2077568 négative. Cependant, au contraire du sujet décrit dans l'article de Hammer, l'invention ne concerne pas l'équivalent à l'état solide d'un tube à ondes progressives classique. En outre, l'invention ne nécessite pas que la vitesse de phase de l'onde électromagnétique soit comparable à la vitesse de déplacement " 5 du porteur, car il n'est pas nécessaire qu'il y ait un synchronisme entre les deux. En fait, la vitesse de phase de l'onde électromagnétique de l'invention est très supérieure à la vitesse de déplacement du porteur, bien qu'elle soit ralentie quelque peu par une structure à onde lente présentant des dimensions d'élément très supérieures à 1 ou 2 microns, et par conséquent, très réalisable. 10 L'invention permet d'obtenir une interaction entre une structure à onde lente, et un matériau semi-conducteur à résistance négative, et par conséquent, un gain de puissance et/ou une sortie de puissance à des vitesses de phase d'onde très supérieures à la vitesse de déplacement de l'électron. 15 tionner comme amplificateur ou comme oscillateur, et comporte un matériau semiconducteur réparti longitudinalement, ayant une concentration donnée de porteurs présentant une mobilité différentielle négative en réponse à certaines valeurs d'un champ électrique appliqué, et une électrode coopérant avec ce matériau pour lui appliquer un champ de polarisation en courant continu d'une certaine 20 valeur,-et pour propager un champ.de micro-ondes en courant alternatif, le champ de polarisation en courant continu permettant d'obtenir une vitesse de déplacement du porteur moyenne donnée; l'électrode comporte une structure itérative à ondes lentes coopérant avec la longueur du matériau réparti pour obtenir une vitesse de phase d'onde longitudinale du champ en courant alternatif, 25 très supérieure à la vitesse de déplacement donnée, ces vitesses étant pratiquement asynchrones, la concentration donnée des porteurs, les dimensions et la répartition respective du matériau réparti et les tailles et les emplacements de l'électrode comportant les éléments de ladite structure à ondes lentes sont tels qu'ils empêchent la formation de domaines de porteurs dans le matériau 30 réparti, ce matériau agissant comme une résistance négative pour obtenir un gain pour une onde propagée par la structure à ondes lentes. Le dispositif à micro-ondes de l'invention peut fonc- D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif,en référence au dessin annexé dans lequel : 35 - les figures Ici et l^b représentent respectivement des vues de dessus et en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif à micro-ondes fonctionnant en oscillateur à micro-ondes; 70 46527 3 2077568 - la figure 2 est une modification du mode de réalisation représenté sur les figures La et lb, fonctionnant comme amplificateur à micro-ondes; - les figures 3a_ et 31j représentent respectivement des vues 5 de dessus et en coupe d'un second mode de réalisation fonctionnant comme oscillateur à micro-ondes; et - les figures 4a et 41s représentent respectivement des vues de dessus et en coupe partiellement agrandies d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif à micro-ondes fonctionnant comme oscillateur à micro-ondes. 10 Comme il sera décrit plus en détail ci-dessous, une structure à ondes lentes, chargée par une résistance négative, effectue deux fonctions séparées. Tout d'abord, cette structure permet au champ en courant alternatif de l'onde, de pénétrer dans le matériau semi-conducteur, et d'accroître le temps de coopération de ce champ d'une certaine partie d'une onde électro-15 magnétique, avec les porteurs mobiles du matériau.Ceci accroît l'interaction entre le champ et les porteurs. Ensuite, la résistance négative obtenue par la mobilité différentielle négative dans les matériaux tels que le gallium-arsenic, apparaît uniquement pour certaines fréquences correspondant à l'inverse des temps de 20 transit du porteur (se rapporter à "Microwave Negative Conductance of Bulk GaÂs", de Hakki et al, Proc. I.E.E.E., commençant à la page 916 du Volume 54, Juin 1966). La structure à ondes lentes utilisée avec le matériau à résistance négative ayant des dimensions telles que cette structure elle-même, dans certains modes de réalisation, constitue les liaisons avec le matériau, et 25 permette un fonctionnement pour l'une de certaines fréquences pour lesquelles la résistance négative et le gain sont de préférence maximaux. Les figures la^ et 1]} représentent un dispositif 100 à microondes, comportant un matériau semi-conducteur actif dopé 102, présentait une mobilité différentielle négative, tel que le gallium-arsenic, réparti longi-30 tudinalement de la manière représentée, selon plusieurs segments séparés. Le dispositif 100 comporte également une structure à ondes lentes à segments entrelacés, ouverte à une extrémité, coopérant avec le matériau semi-conducteur réparti longitudinalement 102. Cette structure comporte une première et une seconde série d'électrodes en forme de doigts entrelacés. 35 Les électrodes d'une série sont représentées par la référence 104, et les électrodes de l'autre série sont représentées par la référence 106- sur la figure la. Ces électrodes sont en un matériau conducteur tel que du métal. BAD ORIGINAL 70 46527 4 2077568 - Le dispositif 10G comporte en outre une matrice isolante 108, qui peut être composéed'un matériau semi-conducteur intrinsèque à résistance élevée, tel que le gallium-arsenic, ou une matière plastique ou du verre par éxemple, la matrice 108 supporte le matériau semi-conducteur actif 102, les 5 doigts 104 et les doigts 106 coopérant l'un'avec l'autre. En outré, le dispositif 100 comporte une électrode 110 à l'extrémité gauche et une électrode 112 à l-'extrémité droite. Comme indiqué sur la figure la la longueur de chaque segment de matériau semi-conducteur actif 102 comprise entre chaque paire d'électrodes 10 104 et 106 est toujours égale à la même valeur W. La largeur de chaque" électrode en forme de doigt est toujours égale à la même valeur S. La distance totale comprise entre les points correspondants des électrodes successives de la même série, c'est-à-dire.la périodicité de la structure à ondes lentes, a la même valeur D, égale à 2W + 2S. 15 Une tension en courant continu de valeur prédéterminée prove-» nant de la source 114 (qui peut être soit un courant continu permanent, soit une impulsion en courant continu), est appliquée entre l'électrode 110 et l'électrode 112 du dispositif 100. La valeur de cette tension est choisie de manière à produire un champ' électrique entre chaque paire d'électrodes 20 adjacentes 104 et 106 suffisant pour que cMxjie segment de matériau semi-conducteur actif 102 soit polarisé dans une région de mobilité différentielle négative. En même temps, dans le but de 1'invention, il est nécessaire que les 'oscillations du type à effet Gùnn dues aux formations de domaines soient empêchées. Comme il est bien connu du spécialiste, ces domaines se formeront'si le 25 produit de la concentration en porteurs dans le semi-conducteuf actif 102 et de la distance W comprise entre chaque'paire d'électrodes-adjacentes est 112 au moins égal à 1,6 xlO /cm . Par conséquent, pour éviter les-formations de domaines, la concentration en porteurs du matériau semiconducteur actif 102 est choisie de façon que le produit de cette concentration et de la dimension ¥ ■ 11 2 30 soit inférieur à 1,6 x 10 /cm . . Le fréquence la plus basse pour laquelle la conductance négative présente un maximum, correspond à la dimension W et àu temps de transit des porteurs se déplaçant àfane vitesse moyenne prédéterminée. Cette dimension W est choisie de manière à être égale au quotient de cette vitesse moyenne 35 de déplacement par une fréquence choisie pour laquelle le dispositif 100 fonctionne en oscillateur à micro-ondes. BAD ORIGINAL 70 46527 5 2077568 Par exemple, la fréquence de fonctionnement choisie peut être de 10^ hertz (bande X). Si une tension provenant de la source 114} d'une amplitude suffisante>est appliquée au dispositif 100 pour produire un champ électrique suffisamment intense pour obtenir une mobilité différentielle négative, la vitesse de déplacement moyenne dans le gallium-arsenic est d'approximativement 2 x lO^/cm/x. Si cette vitesse de déplacement moyenne est divisée par la fréquence choisie de 10^ hertz, la dimension W est -3 égale à 2 x 10 cm. En outre, si la dimension S est choisie de manière à être égale à la dimension W, la dimension D sera égale à 4W, c'est-à-dire _3 8 x 10 cm. Dans l'espace libre, si la vitesse des ondes électromagnétiques est de 3 x 10^ cm/s, une longueur d'onde de 3 cm correspond à une fréquence de 10^ hertz. Cependant, la vitesse et la longueur d'onde des ondes électromagnétiques dans un semi-conducteur tel que le gallium-arsenic, sont divisées par un facteur égal à l'inverse de la racine carrée de la constante diélectrique du matériau semi-conducteur. La constante diélectrique du gallium-arsenic est approximativement égale à 13,5. Par conséquent, la longueur d'onde des ondes électromagnétiques de 10^ hertz, dans un matériau semi-conducteur en gallium-arsenic est uniquement égale à environ 0,82 cm. Il peut être démontré que la bande passante d'un segment entrelacé du type représenté sur les figures la^ et 11> est donnée par la formule suivante : 2A + K ^ où A et D sont respectivement les dimensions de la structure entrelacée à ondes lentes du dispositif 100 représenté sur la figure la et ^ est la longueur d'onde des ondes électromagnétiques à l'intérieur du matériau semiconducteur actif correspondant à la fréquence choisie. (Comme il.est visible sur la figure la, la hauteur totale dhne électrode en forme de doigt de l'une ou de l'autre série, est égale à la somme d'une première partie ayant une dimension A chevauchant la première partie des électrodes de l'autre série, et d'une partie unifilaire ayant une dimension A/4 qui s'étend au-delà de l'extrémité des électrodes en forme de doigts de l'autre série). Dans l'exemple décrit où A est égal à environ 0,92 cm, la longueur de chaque partie unifilaire de dimension "Xjk est de 0,205 cm, et, en fonction de la formule donnée ci-dessus, la dimension A peut être choisie aux alentours de A/3 ou 0,27 cm, cette valeur se trouvant au centre de la bande passante. Pendant le fonctionnement, les électrodes 104 et 106 du dispositif 100 forment une ligne de transmission à structure à ondes lentes, chargée par la résistance négative du matériau semi-conducteur actif 102, 70 46527 6 2077568 lorsque celui-ci est polarisé convenablement. Dans l'exemple ci-cles.sus, la longueur d'onde À étant égale à 0,82 cm, et la dimension de périodicité D -3 étant égale à 8 x 10 cm, la structure à ondes lentes permet de ralentir l'onde en la divisant par un facteur d'environ 100. Ceci permet d'obtenir 5 une vitesse de phase effective d'environ 8,2 x 10^ cm/s pour l'onde qui se propage le long de la structure à ondes lentes. Cette vitesse de phase est plus de quatre fois supérieure à la vitesse de déplacement moyenne du porteur y - ' --- de 2 x 10 cm/s, et il est clair que ces vitesses ne sont ni comparables ni synchronisées. Par conséquent, le dispositif 100 permet juste de propager une 10 onde de gauche à droite, lorsqu'elle se trouve dans le sens opposé de droite à gauche. En outre, toute onde de longueur d'onde \ se propageant dans l'une ou l'autre direction subira un affaiblissement négatif, c'est-à-dire un gain, par interaction de la résistance négative du matériau semi-conducteur actif polarisé convenablement, chargeant la structure à ondes lentes. La direction 15 de propagation d'une telle onde étant inversée par réflexion,à l'une ou l'autre extrémité du dispositif 100, celui-ci fonctionne en oscillateur à micro-ondes, pour produire des oscillations à une longueur d'onde correspondant à une fréquence d'environ 10^ hertz,dans l 'exemple" décrit■ci-dessus. Un dispositif convenable de couplage à micro-ondes, non représenté, peut être relié à l'une 20 «fes électrodes en forme de doigt pour obtenir une sortie de l'oscillateur, comme indiqué sur les figures l La caractéristique de transmission d'onde réciproque du dispositif 100, représenté sur les figures la et lj>, lui permet de fonctionner en oscillateur à micro-ondes, de la manière décrite. Cependant, ces; caractéris-25 tiques de transmission d'onde réciproque, empêchent ledispositif 100 de fonctionner en amplificateur à micro-ondes, celui-ci nécessitant des caractéristiques d'onde de transmission non réciproques, c'est-à-dire de transmission uniquement de l'entrée vers la sortie. La figure 2 représente une modification du dispositif repré-30 senté sur les figures la et Ils lui permettant de fonctionner en amplificateur à micro-ondes. En particulier, la structure de la figure 2 est identique à celle des figures la^ et lia, sauf que le dispositif à micro-ondes 200 de la figure 2 comporte une plaque en matériau de ferrite magnétisé 216, coopérant avec la structure à ondes lentes chargée par une résistance négative. La 35 direction d'aimantation du matériau 216 permet de rendre les caractéristiques de transmission d'onde de la structure à ondes lentes, chargée par une 70 46527 7 2077568 résistance négative>non réciproques, la transmission d'onde se faisant uniquement de gauche à droite, et non pas de droite à gauche. Bien que la plaque de ferrite magnétisée de la figure 2 soit utilisée pour obtenir une transmission non réciproque, toute autre technique à micro-ondes connue des 5 spécialistes peut être utilisée pour rendre cette transmission non réciproque. Dans le mode de réalisation de la figure 2, une entrée de radio-fréquences d'énergie à micro-ondes, à amplifier, ayant une fréquence correspondant à une longueur d'onde à l'intérieur de la bande passante définie par l'équation(l)ci-dessus, est mise en service à l'électrode en forme de doigt, 10 du côté gauche du dispositif 200, par un dispositif de couplage convenable, non représenté; l'onde mise en service se propage de gauche à droite au-dessus de la structure à ondes lentes chargée par une résistance négative, le dispositif 200 subissant un gain durant sa propagation, et une sortie de radio-fréquences amplifiée à partir de cette onde est obtenue sur l'électrode en forme de 15* doigt du côté droit du dispositif 200 par un dispositif de couplage de sortie convenable non représenté. Les figures 3ja et 3b_ représentent un autre mode de réalisation d'une structure à ondes lentes, chargée par une résistance négative différente de la ligne à segments entrelacés représentée sur les figures la^ et l_b. En 20 particulier, le dispositif à micro-ondes 300 est composé d'une ligne en méandres 302 espacée d'un plan à la masse 204 très conducteur, par un matériau semi-conducteur actif 206, tel que du gallium-arsenic, de la manière représentée sur la figure 31). L'espace compris entre la ligne en méandres et le plan 304, égal à l'épaisseur du matériau semi-conducteur actif 306, est la dimension t. 25 La périodicité de la ligne en méandres 302 est la dimension D, la largeur de cette ligne étant la dimension s, l'espace longitudinal entre les branches successives de la ligne en méandres est la dimension W, et la hauteur de chaque branche est la dimension A, toutes ces dimensions étant représentées sur la figure 3a.. 30 La source d'alimentation de tension en courant continu 308, simi laire à la source 114, délivre une tension prédéterminée entre la ligne en ' méandres métallique 302 et le plan 304jengendrant un champ électrique dans le sens de l'épaisseur du matériau 306, suffisant pour polariser le matériau 306 dans la région de mobilité différentielle négative à la fréquence de fonction-35 nement, de manière que la structure à ondes lentes de la ligne en méandres soit chargée par une résistance négative. En outre, la concentration en porteurs du matériau semi-conducteur actif 306, est telle que le produit de la concentra- 11 2 tion en porteurs par l'épaisseur t soit inférieur à 1,6 x 10 /cm , pour 70 46527 8 2077568 empêcher la formation de domaines dans le dispositif 300. Les dimensions D, S, W et A du dispositif à micro—ondes 300, représenté sur les figures 3a et 31j sont choisies de manière à supporter la transmission d'oscillations à une hyperfréquence choisie dans la direction longitudinale de gauche à 5 droite ou de droite à gauche, de manière identique à la sélection de ces dimensions dans le dispositif 100 des figures la et Ils. Du poirt de vue conceptuel, la différence de base entre le dispositif 100 et le dispositif 300 consiste en ce que dans le dispositif 100, le champ en. courant continu appliqué et la direction de propagation de 10 l'oscillation en courant alternatif sont longitudinaux, tandis que dans le dispositif 300, le champ en courant continu appliqué se trouve dans une direction transversale, et seule l'oscillation en courant alternatif de la micro-onde qui se propage se trouve dans un sens longitudinal. Un des poàts communs au dispositif 300 et au dispositif 100 est que les mêmes électrodes 15 constituent des conditions aux limites à la fois pour le champ électrique appliqué en courant continu et la transmission de l'énergie d'onde en courant alternatif. Le fait que le dispositif 300, lorsqu'il est convenablement polarisé, constitue une structure à ondes lentes chargée par une résistance 20 négative lui permet de produire un affaiblissement négatif ou gain, dans une onde de fréquence convenable, se propageant soit de gauche à droite, soit de droite à gauche. Bien que ce ne soit pas représenté, le dispositif à microondes 300 peut être modifié pour transmettre des ondes dans une seule direc-25 tion, en utilisant une plaque de ferrite magnétisée de manière similaire à celle décrite ci-dessus en référence à la figure 2, pour qu'il puisse fonctionner en amplificateur à micro-ondes. Sur les figures 4a et 4b, le dispositif à micro-ondes 400 comporte un substrat isolant de gallium-arsenic 402, ayant une couché 30 mésa 404 de n-gallium-arsenic semi-conducteur à croissance épitaxiale au centre. Comme indiqué sur la figure 413, l'épaisseur du semi-conducteur est d. L'épaisseur d et là densité d'électrons n, de la couche épitaxiale de gallium-arsenic sont établis de manière à remplir la condition que le produit 11 2 de n par d n'est pas supérieur à 1,6 x 10 /cm , pour éviter la' formation 35 de domaines lorsque le gallium-arsenic est polarisé dans la région de résistance négative. Le substrat isolant de gallium-arsenic 402 et la couche 404 sont recouverts d'une mince couche isolante 406 de A^O^ dont l'épaisseur a est de l'ordre de 1 ou 2 microns. 70 46527 2077568 Une ligne à méandres 408 en chrome et or, dont la périodicité est D est ensuite formée sur l'A^O^, par dépôt de vapeur et photogravure. La couche 404, séparée de la ligne en méandres 408 par une fine couche de Al^O^ forme une lamelle centrale sous 1'axe de la structure à ondes lentes 5 formée par la ligne en méandres 408. La source d'alimentation de tension en courant continu 410 comporte une borne reliée au contact 412 à l'extrémité gauche de la couche 404 et une autre borne reliée au contact 414 de l'extrémité droite de la couche 404. La source 410 délivre une tension suffisante pour polariser la couche 404 10 dans sa région de résistance négative. En pratique, un champ critique d'au moins 3 kV/cm est nécessaire, et la périodicité D peut être de 50 microns, c'est-à-dire 25 microns entre les branches adjacentes de la ligne en méandres 408. Ceci peut être obtenu facilement par des techniques de photogravure- 15 -3 La densité d'électrons n peut être d'environ 1,6 x 10 cm 15 La vitesse de déplacement du porteur peut être d'environ 2 x 10^ cm/s. La longueur de chaque branche 416 dépend de la fréquence de coupure souhaitée. Pour une longueur de branche 416 de 1,34 mm, une fréquence de coupure de 40 GHz est obtenue, tandis que, pour une longueur de branche 416 de seulement 0,835 mm, une fréquence de coupure de 80 GHz est obtenue. En outre, la dimension de 20 la ligne en méandres 408 correspondant à la dimension s de la ligne en méandres 302 dans le dispositif 300 de la figure 3a est de l'ordre de 2 microns. Le dispositif à micro-ondes 400 peut fonctionner comme un oscillateur pour hyperfréquences, sa sortie étant obtenue à la manière du dispositif 300, ou, en rendant la direction de transmission d'onde non réciproque 25 en utilisant une plaque de ferrite magnétisée de la manière décrite en référence à la figure 2, le dispositif 400 pouvant alors fonctionner comme amplificateur pour hyperfréquences. Bien que trois modes de réalisation seulement aient été décrits, d'autres modes de réalisation apparaîtront à l'homme de l'art. Par exemple, 30 une ligne à segments entrelacés fermée à une extrémité, de type classique, (où toutes les électrodes en forme de doigts d'une série sont directement reliées en parallèle à une borne de la source d'alimentation en courant continu et toutes les électrodes en forme de doigts de l'autre série sont directement reliées en parallèle à l'autre borne de la source d'alimentation en courant continu) 35 peut être substituée à la structure lente ouverte à une extrémité des figures la et ljb. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. 70 46527 10 2077568 REVENDICATIONS 1 - Dispositif à micro-ondes pouvant fonctionner comme amplificateur ou comme oscillateur, comportant un matériau semi-conducteur réparti longitudinalement ayant une concentration donnée de porteurs, qui présentent 5 une mobilité différentielle négative en réponse à un champ électrique appliqué de certaines valeurs, une électrode coopérant avec ce matériau pour appliquer un champ de polarisation en courant continu d'une certaine valeur et pour propager un champ de micro-ondes en courant alternatif, le champ de polarisation en courant continu permettant d'obtenir une vitesse moyenne donnée de déplace-10 ment du porteur, caractérisé en ce que l'électrode a une structure à ondes lentes itérative, coopérant avec la longueur du matériau réparti pour obtenir une vitesse de phase d'onde longitudinale pour le champ en courant alternatif, très supérieure à la vitesse de déplacement, donnée, ces deux vitesses étant pratiquement asynchrones et en ce que la concentration donnée de porteurs, 15 les dimensions respectives et la répartition du matériau, les tailles et les emplacements de l'électrode comportant les éléments respectifs de la structure à ondes lentes sont tels qu'ils empêchent la formation de tous domaines de porteurs dans la matériau réparti, de manière que ce matériau agisse comme une résistance négative pour obtenir un gain d'onde qui se propage dans la structure 20 à ondes lentes. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure à ondes lentes dé l'électrode définit les conditions aux limites du champ de polarisation en courant continu et du champ de micro-ondes en courant alternatif appliqué au matériau. 25 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode comporte une première électrode ohmique, à une extréiâté du dispositif, une seconde électrode ohmique à l'autre extrémité du dispositif et une ligne à segments entrelacés ouverte à une extrémité comportant une première et une seconde série d'électrodes en forme de doigts parallèle^ ohmiques, entrelacées 30 et espacées l'une de l'autre, chaque électrode étant espacée longitudinalement de l'électrode adjacente de la même première distance donnée, chaque électrode ayant pratiquement les mêmes dimensions dans le sens longidudinal, chaque électrode de la première série se trouvant dans une direction transversale entre un premier et un second point, chaque électrode de la seconde série se trouvant 35 dans une direction transversale entre un troisième point intermédiaire entre le premier et le second et un quatrième point situé de l'autre côté du second point par rapport au premier. 70 46527 n 2077568 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première et la seconde électrode comportent un moyen pour appliquer le champ de polarisation en courant continu d'une certaine valeur et en ce que la première et la seconde série d'électrodes en forme de doigts constituent une structure à ondes lentes itérative multi-éléments. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'espace compris entre chaque paire d'électrodes adjacentes est pratiquement égal à la vitesse de déplacement moyenne d'un porteur divisée par la fréquence centrale du champ de micro-ondes en courant alternatif appliqué, la longueur d'onde centrale du champ en courant alternatif appliqué dans le dispositif n'étant pas inférieure à la somme du double de la distance transversale entre le second et le troisième point et de la distance longitudinale entre deux électrodes successives de la même série, et n'étant pas supérieure à la somme de quatre fois la distance transversale entre le second et le troisième point et deux fois la distance longitudinale entre deux électrodes successives de la même série. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la distance transversale entre le premier.et le troisième point et la distance transversale entre le second et le quatrième point sont pratiquement égales à 1/4 de la longueur d'onde centrale. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la taille des électrodes en forme de doigts dans le sens longitudinal est pratiquement égale à l'espace compris entre les électrodes adjacentes. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau a une épaisseur donnée, et l'électrode comporte un plan à la masse conducteur d'un côté du matériau et une ligne en méandres conductrice de l'autre côté du matériau, cette ligne comportant des éléments conducteurs transversaux, parallèles et espacés longitudinalement, chaque paire d'éléments transversaux adjacents étant reliée par un élément conducteur longitudinal, chaque élément conducteur longitudinal étant placé aux extrémités opposées de la paire d'éléments transversaux correspondante à partir de l'emplacement de l'élément conducteur longitudinal reliant la paire précédente des éléments transversaux, le champ de polarisation en courant continu étant appliqué entre la ligne en méandres et le plan à la masse, et le champ de micro-ondes en courant alternatif étant propagé par la ligne en méandres. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen en coopération avec la structure à ondes lentes 70 46527 2077568 pour rendre la propagation de l'onde par la structure à ondes lentes non réciproque, de manière que cette structure permette la propagation d'un champ à micro-ondes en courant alternatif à une extrémité donnée vers l'autre extrémité, mais empêche la propagation d'un champ de micro-ondes en courant 5 alternatif de cette autre extrémité vers la première extrémité donnée, le dispositif produisant une sortie amplifiée à l'autre extrémité de la structure à ondes lentes, en réponse à un champ de micro-ondes en courant alternatif d'entrée appliqué à une extrémité donnée de la structure à ondes lentes. 10 10 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque ayant une surface de dimensions données, parallèle à la longueur et à la largeur de la plaque, cette plaque comportant une portion centrale longitudinale d'épaisseur donnée en matériau semiconducteur, le produit de cette épaisseur et de la densité des porteurs à 15 l'intérieur du matériau semi-conducteur se trouvant au-dessous du niveau nécessaire pour permettre la formation de domaines à l'intérieur du matériau semi-conducteur en réponse au champ de polarisation, cette plaque comportant en outre des portions extérieures longitudinales situées de façon contiguë de l'un et de l'autre côté de la portion centrale, ces portions extérieures 20 étant composées d'un matériau isolant, la structure à ondes lentes comportant une ligne en méandres conductrice de périodicité déterminée, orientée à proximité de la surface de la plaque, et interagissant avec le matériau semi-conducteur, une électrode à l'autre extrémité de la plaque pour appliquer un champ de polarisation longitudinal au matérieur semi-conducteur. 25 11 - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la plaque comporte un substrat isolant ayant une couche mésa en n-gallium-arsenic semi-conducteur à croissance épitaxiale formée au centre. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que la ligne en méandres est séparée de la surface de la 30 plaque par une couche mince isolante de Al^O^. en contact à la fois avec la surface de la plaque et la ligne en méandres. 13 - Dispositif selon l'une des revendications 10, 11 ou 12, caractérisé en ce que la ligne en méandres comporte plusieurs branches parallèles espacées, disposées parallèlement aux largeurs de la surface, s'étendant 35 chacune de l'une des portions extérieures, vers la portion centrale, et vers l'autre des portions extérieures de la plaque, une extrémité de chaque branche individuelle étant reliée et conduisant vers une extrémité de la branche 70 46527 13 2077568 suivante par un dispositif conducteur situé à proximité de l'une des portions extérieures de la plaque et l'autre extrémité de ces branches individuelles étant reliée à l'autre extrémité de la branche suivante par un dispositif conducteur à proximité de l'autre portion extérieure de la plaque. 5 14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'espace compris entre des branches adjacentes de la ligne en méandres est pratiquement égal à 25 microns. 15 - Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la longueur de chaque branche est comprise entre 0,835 mm et 1,34 mm, et 10 la largeur de chaque branche est d'environ 2 microns. 16 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ligne en méandres est formée de chrome et d'or.