InP/InGaAs HBT的频率特性分析

频率特性是异质结双极型晶体管(HBT)设计中应首先考虑的因素,而fT,fmax则是HBT最主要的频率性能指标.首先基于InP/InGaAs HBT器件的物理结构构建了小信号等效电路模型,对该模型进行了理论分析,随后基于提取的有效参数结果,对该等效电路模型的频率特性进行了详细的计算和仿真,分析了影响fT,fmax的一些主要因素,得出的结论对于InP/InGaAs HBT的设计制作和性能优化具有一定的指导作用.     

用于光电集成的InP基HBT新结构

对用于光电集成(OEIC)的InP基异质结双极性晶体管(HBT)进行了分析,提出了一种新的集电区外延结构,该结构是在单HBT(SHBT)的集电区与次集电区间加入特定厚度与掺杂浓度的p-InGaAs层和n-InP层,既适用于集成光探测器,又较好地解决了SHBT反向击穿电压低、传统双HBT(DHBT)电子堆积效应等问题,并具有外延层生长简单、集电区电子漂移速率高等优点.     

InP基PIN HBT光电集成器件的设计与研制

对用于光电集成电路(OEIC)的InP基异质结双极性晶体管(HBT)及PIN探测器进行了设计与研制,讨论了堆叠层结构和共享层结构2种常见的集成方式,通过实验比较,确定了共享层结构器件性能更好,并对此结构进行了改进。所研制的HBT截止频率达到30 GHz,直流增益达到100;PIN的3 dB带宽达到了15 GHz。详细介绍了器件结构及工艺流程。     

InP基HBT小信号模型参数直接提取方法

为了精确地表征器件特性,提出了一种直接提取T型异质结双极型晶体管(HBT)小信号模型参数的方法。该方法仅依赖于S参数测试数据,采用精确的闭式方程式直接提取电路元件参数。该方法简单、易于实施。首先使用开路短路测试结构提取焊盘寄生电容和电感的值,然后用截止状态和Z参数的方法提取外部电阻,再去掉这些参数以简化电路模型,本征部分的电路元件采用剥离算法来确定参数值。采用1μm×15μm的InP HBT对该算法的有效性进行验证,结果表明,在0.1～40 GHz频率范围内,模型仿真结果准确地拟合了器件测试结果。     

微波HBT建模技术研究综述

本文对微波异质结双极型晶体管(HBT)发展及其应用现状、用于HBT器件的等效电路模型,以及HBT器件大、小信号建模技术、模型参数提取方法及研究进展进行述评.     

不同微空气桥结构的InP/InGaAs HBT

文章报道了几种具有不同微空气桥结构的InP HBT。由于微空气桥减小了寄生,发射极尺寸为2×12.5 um2 的InP/InGaAs HBT的截止频率和最大震荡频率都接近160GHz。论文将具有不同微空气桥结构的器件高频特性与传统InP HBT进行对比。对比表明,微空气结构明显降低了寄生,且双指微空气桥结构可以更有效的提高器件的射频特性。试验结果同时表明,微空气桥结构对于提高小尺寸发射极InP HBT的高频特性更有潜力。     

用于单片集成光接收机前端的GaAs基InP/InGaAs HBT

实现了一种可用于单片集成光接收机前端的GaAs基InP/InGaAs HBT。借助超薄低温InP缓冲层在GaAs衬底上生长出了高质量的InP外延层。在此基础上,只利用超薄低温InP缓冲层技术就在半绝缘GaAs衬底上成功制备出了InP/InGaAsHBT,器件的电流截止频率达到4.4GHz,开启电压0.4V,反向击穿电压大于4V,直流放大倍数约为20。该HBT器件和GaAs基长波长、可调谐InP光探测器单片集成为实现适用于WDM光纤通信系统的高性能、集成化光接收机前端提供了一种新的解决方法。     

8毫米功率HBT研究

简要介绍了异质结双极晶体管（ＨＢＴ）的发展现状，对ＨＢＴ器件性能进行了理论分析，设计并制作了功率ＨＢＴ器件样品。器件性能达到：ｆＴ＝４０ＧＨｚ，ｆｍａｘ＝３２ＧＨｚ在８ＧＨｚ工作频率下测量，输出功率为１００ｍＷ，功率附加效率为３１．３％，增益为９．４ｄＢ，ｆ０＝１２ＧＨｚ，输出功率为２３．６ｍＷ，增益６．１ｄＢ，功率附加效率为２３．４％。     

InP基MOCVD及MBE外延生长HBT的制备与分析

设计并研制了用于光电集成(OEIC)的InP基异质结双极晶体管(HBT),介绍了工艺流程及器件结构。分别采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)及分子束外延(MBE)生长的外延片,并在外延结构、工艺流程相同的条件下,对两种生长机制的HBT直流及高频参数进行和分析。结果表明,采用MOCVD生长的InP基HBT,直流增益为30倍,截止频率约为38GHz;MBE生长的HBT,直流增益达到100倍,截止频率约为40GHz。这表明,MBE生长的HBT外延层质量更高,在相同光刻条件下,所对应的HBT器件的性能更好。     

InP/InGaAs异质结双极晶体管研究

阐述了ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ异质结双极晶体管的最新发展动态,重点讨论了ＨＢＴ的结构与性能以及ＨＢＴＩＣ的高速性能与可靠性问题     

Monolithically integrated long wavelength photoreceiver OEIC based on InP/InGaAs HBT technology

The epitaxial structure and growth, circuit design, fabrication process and characterization are described for the photoreceiver opto-electronic integrated circuit (OEIC) based on the InP/lnGaAs HBT/PIN photodetector integration scheme. A 1.55 μm wavelength monolithically integrated photoreceiver OEIC is demonstrated with self-aligned InP/lnGaAs heterojunction bipolar transistor (HBT) process. The InP/lnGaAs HBT with a 2 μm × 8 μm emitter showed a DC gain of 40, a DC gain cutoff frequency of 45 GHz and a maximum frequency of oscillation of 54 GHz. The integrated InGaAs photodetector exhibited a responsivity of 0.45 AAV at λ = 1.55 μm, a dark current less than 10 nA at a bias of -5 V and a -3 dB bandwidth of 10.6 GHz. Clear and opening eye diagrams were obtained for an NRZ 223-l pseudorandom code at both 2.5 and 3.0 Gbit/s. The sensitivity for a bit error ratio of 10-9 at 2.5 Gbit/s is less than -15.2 dBm.     

InP HBT 在0.2GHz 至220 GHz频段稳定性研究

The frequency stabilities of InP DHBTs in a broadband over 1 to 220 GHz are investigated. A hybrid-topology small-signal model is used to accurately capture the parasitics of devices. The model parameters are extracted from measurements analytically. The investigation results show that the excellent agreement between the measured and simulated data is obtained in the frequency range 200 MHz to 220 GHz. The dominant parameters of the-topology model, bias conditions and emitter area have significant effects on the stability factor K. The HBT model can be unconditionally stable by reasonable selection of the proper bias condition and the physical layout of the device.     

A 2.4-GHz SiGe HBT power amplifier with bias current controlling circuit

A 2.4-GHz SiGe HBT power amplifier (PA) with a novel bias current controlling circuit has been realized in IBM 0.35-μm SiGe BiCMOS technology, BiCMOS5PAe. The bias circuit switches the quiescent current to make the PA operate in a high or low power mode. Under a single supply voltage of 3.5 V, the two-stage mode-switchable power amplifier provides a PAE improvement up to 56.7% and 19.2% at an output power of 0 and 20 dBm, respectively, with a reduced quiescent current in the low power mode as compared to only operating the PA in the high power mode. The die size is only 1.32 × 1.37 mm2.     

一种偏置电流可控的2.4GHz SiGe HBT功率放大器设计

A 2.4-GHz SiGe HBT power amplifier （PA） with a novel bias current controlling circuit has been realized in IBM 0.35-μm SiGe BiCMOS technology, BiCMOS5PAe. The bias circuit switches the quiescent current to make the PA operate in a high or low power mode. Under a single supply voltage of ＋3.5 V, the two-stage mode-switchable power amplifier provides a PAE improvement up to 56.7% and 19.2% at an output power of 0 and 20 dBm, respec- tively, with a reduced quiescent current in the low power mode as compared to only operating the PA in the high power mode. The die size is only 1.32×1.37mm^2.     

一种改进的InP HBT小信号模型的直接提取法

提出了一种改进的直接提取方法来提取InP HBT小信号等效电路中的模型参数,并将其成功地应用InP异质结双极晶体管（HBT）小信号等效电路。在所采用的模型中考虑了分布式基极-集电极电容效应。与其他直接参数提取方法相比,该方法从外围寄生元件到内部本征元件依次进行参数提取,提取过程较为清晰。除寄生参数外,其余所有的参数计算均未经过任何简化近似。该方法依赖于S参数的测量,所有等效电路参数直接从S参数数据中提取,而无需任何基于初始值的近似。在0.1 ~ 40 GHz的频率范围内,直接提取法在InP HBT上得到了成功的验证,并在整个频率范围内得到了较好的测量结果与计算结果的一致性。