第四章异质结双极型晶体管..
第4章 双极型晶体管工作原理
b I
BN
IB+
15V
RB IE I e
IE
U CC
UBB
4.4.2
晶体管伏安特性曲线及参数
晶体管有三个电极,通常用其中两个分别作输入, 晶体管有三个电极 , 通常用其中两个分别作输入 , 输出端,第三个作公共端, 输出端 , 第三个作公共端 , 这样可以构成输入和输出两 个回路.实际中有共发射极 共集电极和共基极三种基 共发射极, 个回路 . 实际中有 共发射极 , 共集电极和共基极 三种基 本接法,如图所示. 本接法,如图所示.
一定而u 增大时,曲线仅略有上翘( 略有增大). 一定而 CE增大时,曲线仅略有上翘(iC略有增大). 原因: 原因: 基区宽度调制效应(Early效应) 基区宽度调制效应(Early效应) 效应 或简称基调效应
UCE
由于基调效应很微弱,uCE 由于基调效应很微弱, 在很大范围内变化时I 在很大范围内变化时 C基本不 一定时, 变.因此,当IB一定时, 因此, 集电极电流具有恒流特性. 集电极电流具有恒流特性.
4.4 双极性晶体管
双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件.它有 双极型晶体管是由三层杂质半导体构成的器件. 三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等,以 三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等, 后我们统称为晶体管.常见的晶体管其外形如图示. 后我们统称为晶体管.常见的晶体管其外形如图示. 晶体管其外形如图示
共发射极 共基极 共集电极 其中, 共发射极接法更具代表性, 其中 , 共发射极接法更具代表性 , 所以我们主要讨 论共发射极伏安特性曲线. 论共发射极伏安特性曲线.
晶体管共发射极特性曲线
晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线. 晶体管特性曲线包括输入和输出两组特性曲线 . 这 两组曲线可以在晶体管特性图示仪的屏幕上直接显示出 也可以用图示电路逐点测出. 来,也可以用图示电路逐点测出. 一,共发射极输出特性曲线 共发射极输出特性曲线 共射输出特性曲线是以 iB为参变量时,iC与uCE间的 为参变量时, 关系曲线,即 关系曲线,
HBT异质结双极型晶体管课件
5.4 HBT应用展望
3、SiGe/Si异质结
SiGe/Si异质结特点：
结构特性可以大大提高晶格匹配，载流子的迁移率、载流子的饱和速度以及二维 载流子气浓度。
SiGe/Si HBT的应用展望：
高频、高速、光电、低温等器件及集成电路。
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第28页，共33页。
5.4 HBT应用展望
常见的HBT包括： （1）AlGaAs/GaAs HBT 发射区采用AlxGa1-xAs材料，Al组分x选择在 0.25左右（高于此值时n型AlGaAs中出现深能级使发射结电容增加） 。
特点：AlGaAs/GaAs体系具有良好的晶格匹配，采用半绝缘衬低 ，器件之间容易隔离和互连。
（2）InGaAs HBT 基区采用InGaAs材料，InP或InAlAs作为发射区材 料。这类器件的半绝缘衬底采用掺Fe的InP，
于突变结HBT,选择大的的发射结材料组合
11 第12页，共33页。
5.2 HBT的制作方法和结构
3、 HBT的结构设计
基区设计：
fT 与基区的渡越时间有关
B W 2B / 2DB
DB kT / q
结论: 1.选择迁移率高的材料作基区 2.减少基区宽度,从而减少渡越基区时间
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5.4 HBT应用展望
1、SiGe HBT的发展 • 1986年，用UHV/CVD技术，SiGe器件 • 1987年,第一个器件性能的SiGeHBT • 1988 年，用MBE方法生长SiGeHBT • 1989年， UHV/CVD技术SiGeHBT，基区Ge组分渐变，多晶发射极的SiGeHBT • 1990年fT=75GHz,SiGeHBT • 1992, SiGeHBT CMOS工艺1994商用化产品 • 1998 德国TEMIC 工业化的SiGeHBT 工艺。
第十三讲——异质结双极型晶体管
再定义发射极饱和电流，IES，和正向 α，αＦ： 由这些定义，我们有： 解基极电流得： 最后，我们注意到通过定义正向 β，βＦ，可以很方便的联系 ｉＢＦ 和 iＣＦ： BJT 特性的 Ebers-Moll 模型（续） 同样，对逆向部分，我们得到： 其中，我们做了类似的定义：
综合正向和逆向部分，我们得到完全特性公式：
——发射极 ——基极 ——集电极
发射极问题： 在单质结晶体管中，基极的支线电导受掺杂级和基极宽度的限制。可以通过提高基极的
掺杂级来提高它，但这会对发射极缺陷有负面的影响。 通过一个宽能带隙发射器层，另一个耦合系数被引入发射极缺陷，这减少了对基极进行
重掺杂的需要。 在单质结中：
在异质结中：
注意：我们在第四讲关于异质结的 讨论中已经涉及到了这个问题。
新项：HB=空穴势垒 EB=电子势垒
发射极问题：空穴势垒vs电子势垒 势垒的大小取决于在其中一个能带中是否存在一个尖突起（通常在导带中）
注意：在N-p+结中，所有的带弯曲都在N边。
如果尖突起是一个势垒：HB- EB≈Δ EV 发射极问题：空穴势垒vs电子势垒
如果尖突起薄到成为一个隧道，或者通过对质结中的成份进行梯度处理而得到消除，那 么HB- EB可以显著增大：
异质结双极晶体管
异质结双极晶体管引言异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，简称HBT）是一种基于两种或多种不同半导体材料的双极晶体管。
它相比于传统的同质结双极晶体管，在性能上有明显的优势，广泛应用于微波、光电子、通信等领域。
本文将对异质结双极晶体管的原理、结构、特性和应用进行详细的探讨。
I. 异质结双极晶体管的原理异质结双极晶体管的基本原理是基于不同半导体材料之间形成的异质结。
通过巧妙的结构设计，可以实现载流子在不同材料之间的高效传输和控制。
异质结双极晶体管的工作原理可分为以下几个方面：1. 异质结的能带差异异质结由两种或多种不同的半导体材料构成，具有不同的禁带宽度。
当两种材料接触时，由于能带差异的存在，会在界面形成电子能级弯曲。
这种电子能级弯曲导致在异质结界面形成空间电荷区，这种电荷区域将影响载流子的传输和控制。
2. 异质结的电荷分布由于异质结的带边弯曲，会形成空间电荷区，其中包含正负电荷。
这种电荷区域的存在改变了材料内部的电子和空穴浓度分布，从而影响异质结附近的电子和空穴输运过程。
3. 异质结的能带弯曲控制异质结双极晶体管通过精确定义异质结的结构和厚度，可以有效地控制能带弯曲和空间电荷区的形成。
通过这种控制，可以实现载流子的选择性注入和传输，从而实现晶体管的放大作用。
II. 异质结双极晶体管的结构异质结双极晶体管的结构与传统的同质结双极晶体管有所区别。
它包括以下几个主要部分：1. 基区异质结双极晶体管的基区是由两种不同材料的异质结构成的，其中一种材料具有较宽的禁带，称为宽禁带材料；另一种材料具有较窄的禁带，称为窄禁带材料。
宽禁带材料的电子亲和能小于窄禁带材料，因此宽禁带材料中的电子会通过异质结注入到窄禁带材料中。
2. 发射区异质结双极晶体管的发射区是负责注入电子到基区的部分。
通常在发射区引入P型材料，通过预制N型材料的P-N结，形成发射结。
3. 收集区异质结双极晶体管的收集区是负责收集注入到基区的载流子的部分。
第四章异质结双极型晶体管ppt课件
图4.5 npn HBT中的载流子输运示意图
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化合物半导体器件
4.2 HBT的增益
4.2.3 HBT增益与温度的关系
图4.7 不同温度下SiGe HBT电流增益(β= IC/ IB ) 与集电极电流的关系
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化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• HBT的基本结构 • HBT的增益 • HBT的频率特性 • 先进的HBT
①HBT:Heterojunctiong Bipolar Transistor，
异质结双极晶体管
②HBT的能带结构特点：
a.宽禁带的e区： 利于提高γ；
b.窄禁带的b区： Eg小于b、c区；
c.pn结： 异质的eb结； 同质或异质的cb结。
③HBT的基本结构
图4.1 npn HBT结构的截面图
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化合物半导体器件
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化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.5 突变发射结、缓变基区HBT
①两个重要的影响因素： ②总的τB： ③ΔEC和ΔEgB要适中： ④νd与ΔEC和ΔEgB的关系 ： ⑤电流增益：
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化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• HBT的基本结构 • HBT的增益 • HBT的频率特性 • 先进的HBT
好处： ①可阻止空穴从基区向集电区注入； ②增大了击穿电压； ③减小了漏电流。
图4.9 双异质结的能带（发射区和 集电区都采用宽带隙半导体）
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化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• HBT的基本结构 • HBT的增益 • HBT的频率特性 • 先进的HBT
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化合物半导体器件
4.4 先进的HBT
N N E Bexp E gE k 0T E gB N N E Bexp k0 E T g
异质结双极型晶体管HBT研究背景及简介
异质结双极型晶体管HBT研究背景及简介1 HBT概述2 HBT的发展3 HBT的特点4 HBT的电流传输原理5 HBT的主要性能参数电子信息材料产业的技术水平和发展规模，已经成为衡量一个国家经济发展状况、科技进步和国防实力的重要标志。
上世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明以及硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；上世纪70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光器的发明，促进了光纤通信技术迅速发展并使人类进入了信息时代。
而超晶格概念的提出及其半导体超晶格、量子阱材料的研制成功，则彻底改变了光电器件的设计思想，使半导体器件的设计与制造从“杂质工程”发展到“能带工程”。
第一代半导体材料以硅为代表。
硅是目前为止人们认识最全面、制造工艺水平最高的半导体材料。
第二代半导体材料以低位错密度的垂直梯度凝固法(VGF)和水平(HB)方法生长的导电GaAs衬底材料为主。
第三代半导体材料以宽禁带半导体材料为代表。
其中GaAs、InP基晶格匹配和应变补偿材料体系发展得相当成熟，已成功地用来制造超高速，超高频微电子器件和单片集成电路。
但是无论是从异质结材料体系设计和生长，器件性能提升，还是器件模型和模拟平台的建立上而言都还处于起步阶段，远未成熟，这其中既有大量的技术问题需要攻关，同时也有大量的基础科学问题亟待解决。
1 HBT概述异质结双极晶体管（Hetero-junction Bipolar Transistor,简称(HBT)基区(base)异质结SiGe外延(图1)：其原理是在基区掺入Ge组分，通过减小能带宽度,从而使基区少子从发射区到基区跨越的势垒高度降低，从而提高发射效率γ, 因而，很大程度上提高了电流放大系数 。
在满足一定的放大系数的前提下，基区可以重掺杂，并且可以做得较薄，这样就减少了载流子的基区渡越时间，从而提高器件的截止频率(Cut-Off Frequency)，这正是异质结在超高速，超高频器件中的优势所在。
异质结双极晶体管 射频微波建模参数提取
异质结双极晶体管射频微波建模参数提取（实用版）目录一、异质结双极晶体管的概念与结构二、射频微波建模的基础知识三、异质结双极晶体管的参数提取方法四、异质结双极晶体管的应用及发展前景正文一、异质结双极晶体管的概念与结构异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，HBT）是一种三端器件，由发射区、基区和收集区组成。
发射区采用轻掺杂的宽带隙半导体材料（如 GaAs、InP），基区采用重掺杂的窄带隙材料（如 AlGaAs、InGaAs）。
这种结构可以增加击穿电压并最小化结之间的漏电流。
异质结双极晶体管的主要特点是在双极结型晶体管的基础上，采用异质结来代替同质的发射结。
二、射频微波建模的基础知识射频微波建模是一种分析射频微波电路性能的方法，通过对电路的结构、参数和材料特性进行模拟，得到电路的传输特性、频率响应、阻抗匹配等性能指标。
射频微波建模主要包括网络分析法、有限元法、有限差分法等。
在异质结双极晶体管的研究中，射频微波建模主要用于分析器件的性能参数，如增益、频率响应等。
三、异质结双极晶体管的参数提取方法异质结双极晶体管的参数提取主要涉及到发射结、基结和收集结的参数。
这些参数包括结电容、结电阻、击穿电压、漏电流等。
参数提取的方法主要有以下几种：1.基于测量数据的参数提取：通过测量异质结双极晶体管的输出特性、输入特性和传输特性等，得到器件的性能参数。
2.基于电路模拟的参数提取：通过建立异质结双极晶体管的电路模型，利用电路仿真软件进行模拟，得到器件的性能参数。
3.基于器件结构的参数提取：通过分析异质结双极晶体管的结构特点和材料特性，建立器件的物理模型，得到器件的性能参数。
四、异质结双极晶体管的应用及发展前景异质结双极晶体管在射频微波领域有广泛的应用，如放大器、振荡器、开关等。
由于其具有较高的工作频率、较低的噪声系数和较低的功耗等特点，异质结双极晶体管在无线通信、雷达、卫星通信等领域有重要的应用价值。
sige异质结双极晶体管(hbt)的优势、典型器件结构;
sige异质结双极晶体管(hbt)的优势、典型器件结构; 1. 引言1.1 概述SiGe异质结双极晶体管（HBT）是一种重要的半导体器件，在现代电子技术领域中广泛应用。
它利用硅基材料和锗基材料之间的异质结构，以实现高性能、低功耗和低噪声操作。
SiGe HBT具有多种优势，使其成为射频放大器、通信系统和无线传感器等领域中首选的器件。
1.2 文章结构本文将围绕SiGe异质结双极晶体管的优势及其典型器件结构展开详细的讨论。
首先，我们将介绍SiGe HBT在高频性能、低噪声性能和功耗方面所具备的优势。
然后，我们将探讨SiGe HBT的典型器件结构，包括基本结构、发射极电阻调制技术以及直接注入发射器结构设计。
进一步，本文将通过分析通信领域中的应用案例来展示SiGe HBT在小信号放大器设计、高速数字通信系统和无线通信系统等方面带来的重要价值。
最后，我们将总结SiGe HBT的优势和典型器件结构特点，并展望未来SiGe HBT技术的发展方向和应用前景。
1.3 目的本文的目的在于全面介绍SiGe异质结双极晶体管的优势及其典型器件结构，以帮助读者更好地了解并应用这一重要的半导体器件。
通过深入研究SiGe HBT所具备的高频性能、低噪声性能和功耗优势，读者将对其在通信领域中的广泛应用有更清晰的认识。
同时，通过对典型SiGe HBT器件结构和案例分析的介绍，读者将学习到如何设计和优化SiGe HBT在不同通信系统中的应用。
最终，本文旨在为SiGe HBT技术的未来发展提供有益的见解，并展示其潜在的应用前景。
2. SiGe异质结双极晶体管(HBT)的优势：SiGe异质结双极晶体管(HBT)是一种高性能的半导体器件，具有多项优势，使其成为许多领域的重要选择。
以下是SiGe HBT的主要优势：2.1 高频性能优势：SiGe HBT具有卓越的高频性能，特别适用于射频和微波电路设计。
相比于传统的硅晶体管，SiGe HBT具有更高的截止频率（fT）和最大振荡频率（fmax），这使得它可以在更高的频段范围内工作。
双异质结双极晶体管
异质结双极型晶体管（Heterojunction bipolar transistor,HBT）是在双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor,BJT）的基础上，只是把发射区改用宽带隙的半导体材料，即同质的发射结采用了异质结来代替。
由于异质结能带的不连续性（带隙的能量差ΔEg = 价带顶能量突变ΔEv +导带底能量突变ΔEc），对n-p-n BJT，较大的ΔEv对于基区往发射区注入的空穴有阻挡作用，则宽带隙发射区异质结的注射效率接近1（即只有电子从发射区注入到基区），并且注射效率与发射区和基区的掺杂浓度无关。
HBT的最大优点就在于发射结的注射效率(放大系数) 基本上与发射结两边的掺杂浓度无关, 从而可把基区的掺杂浓度做得很高(甚至比发射区的还高), 这就可以在保证放大系数很大的前提下来提高频率, 从而能进入毫米波段。
现在HBT是能够工作在超高频和超高速的一种重要的有源器件。
HBT的最大电流增益可表示为(不考虑基区复合)βmax = IEn / IEp ∝exp[ΔEg / kT] ，则HBT与一般BJT的最大电流增益之比完全由带隙的能量差来决定：βmax (HBT) / βmax (BJT) = exp[ΔEg / kT] 。
通常取ΔEg＞250 meV, 则HBT的增益可比BJT的提高10的4次方倍。
HBT简述
异质结双极晶体管(HBT)1. 双极晶体管的简介双极晶体管是是电子和空穴两种载流子参与导电过程的半导体器件．两个p-n 结形成了发射区E 、基区B 和集电区C ，结构类型有p-n-p 型和n-p-n 型．实际应用电路中晶体管有3种连接方法：共基极、共发射极和共集电极， 如图１所示，3种连接方法中，发射结均为正偏置，集电结均为负偏置．以正偏图 1 n-p-n 晶体管三种组态 n-p-n 晶体管的共基极组态为例.发射区电子注入p 型基区，空穴从p 型基区向n 型发射区注入。
由于集电结处于反偏置，当基区宽度较窄时，注入到基区的电子将被集电结强电场扫过集电结耗尽区，形成集电极电流．如果大部分从发射区注入到基区的电子在输运过程中未被复合掉而到达集电极，那么集电极电流就接近发射极空穴电流.由于反偏的集电结具有大的反向电阻，因而器件具有电压和功率放大作用。
考虑共发射极组态，电流增益β（/C B I I ≈）受发射效率(/)nE E I I γ= 和基区输运因子B α的影响．忽略ＥＢ结界面复合电流，则γ近似为１．B α为到达集电结电流与注入基区电流的比，反映了电子于基区和ＢＣ结界面区的复合损失情况，损失越小，B α越接近１．所以理想情况下，1,1,B nE nC C I I I γα≈≈≈≈，又B E C I I I =-，故B I 很小，从而电流增益β/C B I I ≈可达到很大，从而起到电流及功率放大作用．2. 异质结双极晶体管的材料结构HBT 的材料结构为较为成熟的Ｎ－ｐ－ｎ型，与同质双极晶体管n －ｐ－ｎ型比较，“N ”表示发射区为n 型宽禁带材料．图２表示ｎ－ｐ－n 同质结和N －ｐ图２（ａ）同质结双极晶体管（ｂ）异质结双极晶体管－ｎ异质结双极晶体管的能带图。
图３表示其掺杂分布图．由上图不难看出，同质结双极晶体管和异质结双极晶体管在能带结构上存在着差异，在掺杂分布上也存在着差异．同质结双极晶体管的发射区和基区有相同禁带宽度，即△Ｅ=0，而HBT中△E不等于零；在掺杂分布上，前者的发射区为高掺杂，而HBT的发射区掺杂浓度要低；前者的基区掺杂浓度要低于HBT基区的掺杂浓度．这些材料参数上的变化所引起的性能变化将在下面分析。
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⑤HBT的特性：（与BJT 相比）
a.高注入比； b.高发射效率； c.高电流增益； d.高频、高速度。
HBT的典型结构图
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.2 突变发射结HBT ①器件特点：
基区渡越初始速度高
图 4.10 Si1-xGex的临界厚度与Ge组分的关系
应变Si1-xGex带隙与组分的关系
化合物半导体器件
4.4 先进的HBT
4.4.1 硅基HBT-SiGe HBT 4、SiGe HBT的电学特性
不同Ge组分x时，SiGe HBT的IC-VBE
SiGe HBT和Si BJT的IC、IB与VBE的关系
若Δ Eg=0.2eV，与相同掺杂(NE/NB相同）的BJT相比，则 HBT的β 提高了2191倍
化合物半导体器件
1 J pE
4.2 HBT的增益
4.2.2 考虑界面复合后HBT的增益
1）发射结界面态的影响：引起复合电流Ir（在基区）
2）发射极电流Ie：Ie=In+Id+Ip 3）基极电流Ib：Ib=Ip+Id+Ir 4）收集极电流Ic：Ic=In-Ir 5）共射极增益：β =γ /1-γ ≈In/Id 6）复合电流的影响：
②基区输运模型：
弹道式渡越
③晶格散射的影响： ④电流增益β：
高的β
⑤ΔEc：
应小于基区导带的 能谷差EL-EΓ
图4.2 (a) 突变发射结HBT的能带图图
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.3 缓变（渐变）发射结HBT
①电流输运：扩散模型 ②发射极电流： ③发射效率： ④电流增益：
EgE EgB N E Eg NE exp exp NB k T N k T 0 B 0
4.4.1 硅基HBT-SiGe HBT 1、SiGe HBT的优点 2、SiGe HBT的结构特点
SiGe HBT的缓变发射结 和缓变基区能带图
n-p-n Si/SiGe/Si HBT的器件结构
化合物半导体器件
4.4 先进的HBT
4.4.1 硅基HBT-SiGe HBT 3、应变Si1-xGex 材料的特性
好处： ①可阻止空穴从基区向集电区注入； ②增大了击穿电压； ③减小了漏电流。
图4.9 双异质结的能带（发射区和 集电区都采用宽带隙半导体）
化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• • • • HBT的基本结构 HBT的增益 HBT的频率特性 先进的HBT
化合物半导体器件
4.4 先进的HBT
图4.2 (b) 渐变发射结HBT的能带图
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.3 缓变（渐变）发射结HBT
⑤频率特性：
fT 1 2 ( E B C d )
f max
1 1 fT f C 2 2
• τE为发射结电容充放电时间； • τB为渡越基区的时间； • τC为集电结电容的充放电时间； • τd为集电结耗尽层渡越时间（信号延迟时间）。 小信号下影响fT的主要因素：
异质结双极晶体管
②HBT的能带结构特点：
a.宽禁带的e区： 利于提高γ； b.窄禁带的b区： Eg小于b、c区； c.pn结： 异质的eb结； 同质或异质的cb结。
③HBT的基本结构
图4.1 npn HBT结构的截面图化合物 Nhomakorabea导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.1 HBT的基本结构与特点 ④HBT的典型异质结构：
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.4 缓变发射结、缓变基区HBT
①缓变发射结： ②缓变基区： ③自建电场：
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.3 缓变发射结、缓变基区 4.1.4 缓变（渐变）HBT HBT
④速度过冲；⑤基区渡越时间；⑥电流增益； ⑦缓变基区的作用；⑧缓变基区的形成
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.5 突变发射结、缓变基区HBT
①两个重要的影响因素： ②总的τB： ③ΔEC和ΔEgB要适中： ④νd与ΔEC和ΔEgB的关系 ： ⑤电流增益：
化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• • • • HBT的基本结构 HBT的增益 HBT的频率特性 先进的HBT
化合物半导体器件
4.3 HBT的频率特性
4.3.2 开关时间τb
WB2 b 2Dn
例如，AlGaAs/GaAs开关晶体 管的τb ： ①比合金扩散结晶体管快5倍 ②比Si BJT快8倍。
缓变基区HBT能带
减小τb的方法：组分渐变的基区（ν=μE )
化合物半导体器件
4.3 HBT的频率特性
4.3.3 宽带隙集电区
图4.5 npn HBT中的载流子输运示意图
化合物半导体器件
4.2 HBT的增益
4.2.3 HBT增益与温度的关系
图4.7 不同温度下SiGe HBT电流增益(β= IC/ IB ) 与集电极电流的关系
化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• • • • HBT的基本结构 HBT的增益 HBT的频率特性 先进的HBT
化合物半导体器件
4.3 HBT的频率特性
4.3.1 最大振荡频率fmax
f max
1 fT 1 2 fT f C 2 8 RbCc 1 2
fT
1 2 ( E B C d )
1 fC 2 RbCe
截止频率（特征频率）fT：共发射极电流增益为1（0dB)时 的频率 最大振荡频率fman：晶体管具有功率放大作用的极限频率， 即晶体管功率增益下降为1（输出功率=输出功率）时的频率。
化合物半导体器件
4.2 HBT的增益
4.2.1 理想HBT的增益
共射极：
1
1 1 DEWB pE 0 DEWB N B 1 1 1 J nE D W N D W n B E E B E B0 EgE EgB N E Eg NE exp exp NB k0T N B k0T
化合物半导体器件
Compound Semiconductor Devices
微电子学院
戴显英
2013.9
化合物半导体器件
第四章 异质结双极型晶体管
• • • • HBT的基本结构 HBT的增益 HBT的频率特性 先进的HBT
化合物半导体器件
4.1 HBT的基本结构
4.1.1 HBT的基本结构与特点 ①HBT:Heterojunctiong Bipolar Transistor，
化合物半导体器件
4.4 先进的HBT
4.4.1 硅基HBT-SiGe HBT 5、SiGe HBT的频率特性
SiGe HBT与Si BJT的fT与Ic电流关系
化合物半导体器件
4.4 先进的HBT
4.4.2 Ⅲ-Ⅴ族化合物基HBT 1、GaAs系：AlGaAs/GaAs HBT 优点：①晶格常数接近；②即可突变结，也可缓变结。 2、InP系：InGaAs/InP HBT 优点：①更高的电子速度；②较低的发射极-基极开启电压： 适于高速、低功耗电路；③较好的噪声特性。 3、InAs系：AlInAs/InGaAs HBT 优点：①较低的表面复合；②μn较GaAs系高得多；③击穿电 压较GaAs系高；④集电极比GaAs系具有更高的漂移速率。
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