HBT大信号模型及PIN/HBT集成光接收前端设计

对GP大信号模型及其参数提取方法进行了研究,并对发射极尺寸为2μm×19μm的InP/InGaAs HBT进行了建模.模型的仿真结果表明,所建模型能较为精确地表征实际HBT器件的直流和高频小信号特性.基于建立的HBT大信号模型设计并制备出InP基PIN+HBT单片集成光接收前端,经在片测试,集成前端的3dB带宽可达3GHz.     

InP基HBT GP大信号模型直流参数提取的研究

基于HBT特殊的物理机理及结构,将适用于BJT的GP大信号模型用于InP基HBT的研究中.通过构建误差函数,采取解析法提取了该模型中的13项SPICE直流参数.并设计了参数提取实验装置,最后将研究结果用于发射极为2μm×19μm的InP/InGaAs HBT建模中.通过对比模型仿真和器件实测的数据可以看出,本文采用的HBT GP模型准确度高,可以较好地表征实际HBT器件的直流特性.     

Si／Si1—x Gex异质结双极晶体管和Si双极晶体管高频性能的比较分析

本文介绍了对Si/Si1-x Gex异质结双极晶体管（HBT）和硅双极结晶体管（BJT）高频性能进行模拟比较的结果，其结构参数是为获得最高fT≈fmax设计的，模拟研究表明，（1）Si/Si1-xGex HBT具有64GHz的峰值fT(=fmax)，它比Si BJT提高了16．4％，（2）发射极充电时间对,高频性能有相当大的影响，即使电流密度高达80kAcm^-2时也是如此；（3）SiGe基区组分梯度和基区掺杂分布强烈影响着fT和fmax，研究发现高斯梯度分布具有最高的峰值fT=fmax，据估计其峰值截止频率比均匀掺杂分布高30％。（4）高频性能对集电极设计的依赖关系表明，要在fT,fmax和BVCBO间进行折衷处理，并且（5）通过降低发射区或基区掺要浓度，可设计出fT超过100GHz的Si1-xGexHBT，同样，通过提高基区掺杂浓度和降低非本征电容和电阻，可实现100GHz的fmax.     

W波段InGaAs/InP动态二分频器

采用fT=214 GHz,fmax=193 GHz的InGaAs/InP异质结双极型晶体管工艺,设计了一款基于时钟驱动型反相器的动态二分频器.该分频器工作频段为60 ～ 100 GHz,但由于测试系统上限频率的限制,只能测出62 ～ 83 GHz的工作范围.在-4.2V和-5.2 V的单电源直流偏置下该分频器的功耗分别为596.4 mW、1060.8 mW.此分频器的成功制作对于工作在W波段锁相环的构建有较大的意义.     

基于MBE的fmax为157GHz的SiGeHBT器件

在模拟集成电路的应用中,不仅注重器件fT,而且注重晶体管最高振荡频率(fmax).文中以MBE生长的SiGe材料为基础,进行了提高SiGe HBT器件fmax的研究,研制出了fmax＝157GHz的SiGe HBT器件.     

基于InP/InGaAs HBT技术的单片集成长波长光接收OEIC

采用InP/InGaAs HBT与PIN光探测器单片集成方案,对光接收光电集成电路(OEIC)的外延材料结构和生长、电路设计、制作工艺和性能测试进行了研究.基于自对准InP/InGaAs HBT工艺,实现了1.55μm波长单片集成光接收OEIC.发射极尺寸2μm×8μm的InP/InGaAs HBT直流增益为40,截止频率和最高振荡频率分别为45和54GHz;集成InGaAs PIN光探测器在-5V下响应度为0.45A/W@1.55/μm,暗电流小于10nA,-3dB带宽达到10.6GHz;研制的HBT/PIN单片集成光接收OEIC在2.5和3.0Gb/s速率非归零223-1伪随机码传输工作时可以观察到张开的眼图,灵敏度≤-15.2dBm@BER=10-9.     

基于InP/InGaAs HBT技术的单片集成长波长光接收OEIC

采用InP/InGaAs HBT与PIN光探测器单片集成方案,对光接收光电集成电路(OEIC)的外延材料结构和生长、电路设计、制作工艺和性能测试进行了研究.基于自对准InP/InGaAs HBT工艺,实现了1.55μm波长单片集成光接收OEIC.发射极尺寸2μm×8μm的InP/InGaAs HBT直流增益为40,截止频率和最高振荡频率分别为45和54GHz;集成InGaAs PIN光探测器在-5V下响应度为0.45A/W@1.55/μm,暗电流小于10nA,-3dB带宽达到10.6GHz;研制的HBT/PIN单片集成光接收OEIC在2.5和3.0Gb/s速率非归零223-1伪随机码传输工作时可以观察到张开的眼图,灵敏度≤-15.2dBm@BER=10-9.     

中科院微电子研究所研制成功40GHz静态分频器

近日,中科院微电子研究所四室InP HBT小组研制成功基于InP/InGaAs DHBT工艺的静态分频器,测试结果表明此分频器可在大于40GHz频率下正常工作,在电源供电为-5V的情况下,功耗为650mW,芯片尺寸为1.2mm×0.6mm.这是国内第一款基于InP/InGaAs DHBT工艺的可在毫米波段工作的超高速数字电路.     

InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管技术研究

介绍了InP/InGaAs/InP双异质结双极晶体管(DHBT)材料生长、器件结构与设计、制作工艺和性能测试以及在振荡器中的应用等方面的研究.采用发射极-基极自对准工艺制作了InP/InGaAs/InP DHBT器件,发射极尺寸为1.5μm×10μm的器件小电流直流增益β约25,集电极-发射极击穿电压BVCEO≥10V,截止频率,ft和最高振荡频率,fmax分别为50和55GHz;     

基于MBE的fmax为157GHz的SiGe HBT器件

在模拟集成电路的应用中，不仅注重器件fT，而且注重晶体管最高振荡频率（fmax）．文中以MBE生长的SiGe材料为基础，进行了提高SiGe HBT器件fmax的研究，研制出了fmax＝157GHz的SiGe HBT器件     

Intrinsic stability of an HBT based on a small signal equivalent circuit model

Intrinsic stability of the heterojunction bipolar transistor(HBT) was analyzed and discussed based on a small signal equivalent circuit model.The stability factor of the HBT device was derived based on a compact T-type small signal equivalent circuit model of the HBT.The effect of the mainly small signal model parameters of the HBT on the stability of the HBT was thoroughly examined.The discipline of parameter optimum to improve the intrinsic stability of the HBT was achieved.The theoretic analysis resul...     

基于小信号等效电路模型的HBT本征稳定性研究

本文基于小信号等效电路模型,对异质结双极晶体管的本征稳定性进行了分析和讨论。稳定性因子（即K因子）用于评估器件的高频稳定特性。基于HBT的T型等效电路模型,推导了K因子的理论分析公式,并全面分析了小信号模型中物理参数对器件本征稳定性的影响,得到了提高器件本征稳定性的物理参数优化设计方法。测试计算了多个不同物理参数的HBT样品的稳定性因子K。物理参数对器件稳定性影响的实验结果与理论分析的影响规律一致。     

f_（max）─载流子迁移率关系在高频HBT设计中的意义

在导出ＨＢＴ的最高振荡频率与载流子迁移率关系的基础上［１］,指出了多子在影响频率性能方面与少子同样重要,呈现的几何平均关系清楚地揭示出晶体管的“双极”工作原理。在比较Ｎｐｎ和ＰｎｐＨＢＴ的频率性能中给出了目前少子迁移率的选择方法。为了提高计算的正确性,提出应进行深入的少子迁移率测量研究,以能为计算提供系统的、可靠的实验数据。初步估算得出ＰｕｐＨＢＴ的ｆ（ｍａｘ）稍高于或等于Ｎｐｎ的ｆ（ｍａｘ）,最后,根据最高振荡频率与载流子迁移率的关系,对高频ＨＢＴ的最佳设计进行了比较系统的分析。     

射频Si/SiGe/Si HBT的研究

在Si／SiGe／SiHBT与Si工艺兼容的研究基础上，对射频Si／SiGe／SiHBT的射频特性和制备工艺进行了研究，分析了与器件结构有关的关键参数寄生电容和寄生电阻与Si／SiGe/Si HBT的特征频率fT和最高振荡频率fmax的关系，成功地制备了fT为2．5CHz、fmax为2．3GHz的射频Si／SiGe／SiHBT，为具有更好的射频性能的Si／SiGe／Si HBT的研究建立了基础。     

An HBT noise model valid up to transit frequency

A comprehensive HBT noise model for circuit simulation is presented that describes the microwave noise behavior up to the transit frequency. It is based on diode noise theory, and requires only the small-signal equivalent circuit, including the thermal resistance, and the dc bias point. A main feature is correlation of the shot-noise sources at the pn junctions. The model is verified by measurements of the four noise parameters of an InGaP/GaAs HBT, varying frequency and bias conditions     

A unified model for single/multifinger HBTs including self-heatingeffects

This paper presents a unified analytical large-signal model that includes self-heating effects. The model is applied to a single-finger AlGaAs/GaAs heterojunction bipolar transistor (HBT) and a multifinger InGaAs/GaAs HBT. The self-heating effect in the HBT is simulated as a feedback from the collector current to the base-emitter voltage. The main advantage of the circuit presented here is that additional analysis of coupling between electrical and thermal circuits is not required, as is the case with the existing models. The small-signal HBT model is implemented based on the S-parameters at multiple frequencies measured at multiple bias points. This model is verified by comparing the measured and simulated S-parameters. The large-signal model is based on the forward Gummel plot and is built over the small-signal model. This model is verified by comparing the simulated and measured dc I-V characteristics     

SiGe HBT大信号扩散电容模型研究

基于SiGe HBT（异质结双极晶体管）大信号等效电路模型，建立了SiGe HBT大信号发射结扩散电容模型和集电结扩散电容模型．该模型从SiGe HBT正反向传输电流出发，研究晶体管内可动载流子所引起的存储电荷（包括正向存储电荷和反向存储电荷）的基础上，同时考虑了厄利效应对载流子输运的影响，其物理意义清晰，拓扑结构简单。将基于大信号扩散电容模型的SiGe HBT模型嵌入PSPICE软件中，实现对SiGe HBT器件与电路的模拟分析。对该模型进行了直流特性模拟分析，直流模拟分析结果与文献报道的结果符合得较好，瞬态特性分析结果表明响应度好。     

高性能六边形发射极InGaP/GaAs异质结双极型晶体管

六边形发射极的自对准InGaP/GaAs异质结具有优异的直流和微波性能.采用发射极面积为2μm×10μm的异质结双极型晶体管,VCE偏移电压小于150mV,膝点电压为0.5V(IC=16mA),BVCEO大于9V,BVCBO大于14V,特征频率高达92GHz,最高振荡频率达到105GHz.这些优异的性能预示着InGaP/GaAs HBT在超高速数字电路和微波功率放大领域具有广阔的应用前景.     

集电结电容CBC对HBT功率放大器非线性的影响

GaAs HBT是设计微波单片功率放大器的主要工艺之一,而集电结电容C_(BC)是HBT功率放大器产生非线性的主要参量.文中采用Gummel-Poon晶体管模型分析了HBT C_(BC)随电路偏置变化的规律,给出了C_(BC)随输入功率的变化趋势,并基于Microwave Office软件进行了仿真验证.理论分析及仿真...     

异质结双极晶体管高频噪声建模及分析

提出了一个T等效异质结双极晶体管高频噪声电路模型.该模型是对通常用在硅双极晶体管中的Hawkins噪声模型进行改进得到的,主要的改进包括发射极理想因子、发射极电阻、内部BC结电容、外部BC结电容和其它寄生元素对器件噪声性能的影响.为了从等效噪声电路模型中计算出精确的噪声参数,采用了噪声相关矩阵法来计算噪声参数,从而避免了在等效电路变换中可能产生的简化和复杂的噪声测量.进一步利用该模型分析了等效电路元素对器件最小噪声系数的影响,分析计算结果和物理解释一致.同时通过基于异质结双极晶体管器件物理的公式,给出了器件参数对器件最小噪声系数的影响.