砷化镓场效应晶体管的噪声性能

一、引言砷化镓肖特基势垒场效应晶体管是在X波段和更高频率上显示线性功率放大性能的第一个三端固体器件。它的独特的信号处理能力和低噪声特性已为许多工作者所证明。例如,在10千兆赫时,其噪声系数接近3分贝的已有报导,而理论上预计的还低一些。目前,从低的C波段往上,砷化镓场效应晶体管已在低噪声放大器中被采用。就这点而论,它很出色地弥补了硅双极晶体管仍然只能控制C波段以下的微波波段的状况,然而,现在正用具有缓冲层的场效应晶体管来实现降低噪声,双极晶体管的这一独特频率范围不会继续存在多久。图1是根据1975年7月用硅双极晶体管和砷化镓场效应晶体管     

砷化镓和磷化铟场效应晶体管噪声性能的极限

化合物半导体场效应晶体管做为微波低噪声放大器是很有希望的,然而在诸如GaAs和InP这样的材料中谷间散射对噪声性能的影响仍然是个问题。谷间散射是导带中获得相当高速度的主能带上的电子随机地激发到速度低得多的次能带上。此外,由于速度过冲,化合物半导体FET的微波增益也受到谷间散射的影响。速度过冲是这样一种现象,即电子通过一个短沟道器件的部分或整个渡越时间里,其速度超过从平衡速度与电场关系曲线中对特定电场应得到的速度值。本文的目的是确定这些现象对化合物半导体FET的噪声性能极限的影响;比较GaAs和InP器件可望的最终噪声性能;以     

短沟道场效应晶体管中的电子动力学

运用蒙特·卡罗(Monte Carlo)方法研究了微波场效应晶体管源和漏之间的电子动力学。介绍了平均电子速度的空间依赖关系和时间依赖关系。业已表明,在硅中,弛豫时间很短,不影响晶体管的优值。但是,在中心能带结构的极性半导体(例如砷化镓)中,在一个可估计的时间间隔内,相应地在一个与高频场效应晶体管有源区的长度相当的不能忽略的距离上,电子可以具有比它们的饱和值更大的速度。这就有可能提高场效应晶体管的优值。     

微波砷化镓场效应晶体管放大器在低温下的噪声性能

对贝尔实验室微波砷化镓场效应晶体管放大器在液氮制冷(78°K)下4千兆赫的噪声温度已进行了测量,得到的最佳噪声温度大约是30°K(0.4分贝的噪声系数),而4千兆赫下噪声温度的室温值是152°K(1.8分贝)。     

砷化镓场效应晶体管的设计和性能

已研制成最高振荡频率(f_(max))大于12千兆赫的砷化镓场效应晶体管。器件具有肖特基势垒栅的半绝缘砷化镓衬底上的外延淀积n型沟道。接触工艺和结构的改进显著地提高了器件性能。     

大功率砷化镓场效应晶体管

具有和真空管同样性能的固体放大器件的设想已在三十年代就提出来,1948年发明点接触型双极晶体管的巴丁、布拉吞、肖克莱等人最初也是把实现目前的场效应晶体管作为努力的目标,这已是众所周知的历史事实。此后,双极晶体管取得了惊人的进步,而与此相反,场效应管却处于停滞状态。从双极晶体管的飞速发展情况看来,继锗晶体管之后的硅晶体管难道不是完全取代小信号放大用以至于高频大功率用的真空管吗?实践回答,否!在包括硅晶体管在内的半导体放大器件前进道路上出现了强大的竞     

砷化镓场效应晶体管振荡器

本文简要的综述了砷化镓场效应晶体管(以下简写GaAsFET)振荡器的发展近况.介绍了CaAsFET振荡器的基本电路,介质高稳定GaAsFET振荡器以及电调宽频带GaAsFET振荡器.最后与体效应及双极晶体管振荡器进行了比较,从而肯定了GaAsFET振荡器的广阔使用前景.     

高性能的砷化镓场效应晶体管

瑞士朱利克研究实验室研制成一种新型的场效应晶体管,其噪声-增益性能优于任何双极或场效应晶体管的性能。在6千兆赫下,其噪声为5.8分贝,有用增益为8.5分贝。据称,与硅器件比较,在该器件中须考虑一个附加的噪声源——谷间散射噪声。如果载流子从中心能谷散射到迁移率大大减小的子能谷时,就产生这种噪声。     

砷化镓微波场效应晶体管的信号和噪声性能(一)

已经证明高频砷化镓场效应晶体管(GaAsFET)在微波频率下有非常低的噪声系数和高的功率增益。因此对通信和雷达应用的低噪声放大器和接收机来说它们是优秀的候选者。例如,在实验室已做出了在10千兆赫下噪声系数小于4分贝、增益超过10分贝的单级GaAsFET放大器(Liechti等人1972年,Baechtold等人1973年)。场效应晶体管的基本工作原理是由肖克莱(1952年)首先叙述的。他提出了以多数载流子流动为基础的作新型半导体放大器的器件,这种器件不像通常的晶体管那样以少数载流子为基础。肖克莱设想的场效应晶体管是一种包含一电流通路的半导体器件,这     

微波砷化镓场效应晶体管的信号和噪声性能(二)

A.引言 1.本征噪声源微波GaAsFET的噪声由两个方面引起:器件本征噪声源以及与寄生电阻相关的热噪声源。本征噪声起因于两个机构。其一是在“欧姆性”沟道区,即区域Ⅰ中产生的热噪声,或称约翰逊噪声(Johnson noise)。     

砷化镓功率场效应晶体管的X波段性能

本文介绍 X 波段砷化镓功率场效应晶体管(FET)的测量结果。这些器件是用简单的平面工艺制作的。多个单元并联的器件在9千兆赫下,输出功率大于1瓦,增益大于4分贝。4分贝增益下,最大输出功率在9千兆赫下为1.78瓦,在8千兆赫下为2.5瓦。8千兆赫下,器件功率附加效率为46%。     

双栅砷化镓场效应晶体管

本文首先简要地介绍了国外双栅砷化镓场效应晶体管的发展情况,接着比较了单栅与双栅砷化嫁场效应晶体管的直流与微波性能,最后着重介绍了双栅器件的电路应用。     

X 波段砷化镓场效应晶体管

做出了10千兆赫微波频率下低噪声放大砷化镓场效应晶体管,使固体放大器频率范围比使用硅晶体管提高2～3倍。GaAs FET 最高振荡频率达30千兆赫,8千兆赫和16千兆赫下测得的功率增益分别为8分贝和3分贝,见图1。4千兆赫下噪声3分贝,低于迄今为止报导的晶体管噪声水平。此外,场效应晶体管噪声随频率的变化较小,8千兆赫下仅为5分贝,见图2。器件制于半绝缘 GaAs 衬底上的10~(17)厘米~(-3)掺硫外延薄膜上。外延层必须很薄(约0.3     

中功率砷化镓场效应晶体管

据报导,美国无线电公司采用一层掺铬的高阻砷化镓外延缓冲层作为器件有源区与单晶衬底之间的本体生长衬底之间的隔离,制出了一种革新的中功率砷化镓场效应晶体管(肖特基场效应晶体管)。据称,一个单元的器件在9千兆赫下以1分贝增益压缩,得到了高达300毫瓦的输出功率,5.2分贝的线性增益以及30％的漏极效率。三个单元的器件,在4千兆赫下以1分贝的增益压缩,实现了665毫瓦的输出功率,8分贝的线性     

微波功率砷化镓场效应晶体管

本文介绍 X 波段 GaAs 功率 FET 的设计考虑、工艺特点和电特性。采用53条梳状源、52条漏和1条连接104条平行的肖特基栅的复盖栅来实现栅长1.5微米、栅宽5200微米的 FFT。研究成功了一种面接地技术,以便把共源引线电感减到最小(L_s=50微微法)。研制出的器件在10千兆赫下给出0.7瓦,8千兆赫下给出1.6瓦的饱和输出功率。在6千兆赫下,1分贝增益压缩时,线性增益为7分贝,输出功率为0.85瓦,并得到30%的功率附加效率。在6.2千兆赫下,三次互调制分量的截距为37.5分明亳瓦。     

砷化镓场效应晶体管及其应用

自1966年 C·A·Mead 提出肖特基势垒栅砷化镓场效应晶体管(以下称为 GaAsMES-FET)以来,经过精心的研究,其性能已有显著地改进,特别是近年来,随着以通信卫星为主的通信系统的进展,迫切地希望低噪声器件在 S～X 波段上的实用化。然而,过去这多半还是靠参量二极管、变容二极管以及双极晶体管来实现的。其主要原因则是GaAsMESFET 研制时间不长,缺乏关于其应用电路技术和器件可靠性等方面的经验。然而,随着这些问题的逐步明确,预期这种 GaAsMESFET 将在今后各个领域内得到广泛应用。本文将以1微米栅的 GaAsMESFET 为主,叙述 MESFET 的应用。     

不均匀沟道场效应晶体管

本文描述了通过采用各种纵向不均匀的电阻率分布,即沟道的近源端比漏端具有更高的掺杂浓度后,场效应晶体管工作特性的改进。不均匀沟道场效应晶体管(ICFET)表明:在截止频率、器件增益输出功率和增益-带宽乘积方面均有显著改进,这仅仅是由于在沟道的近源端比漏端掺杂浓度高,而不管实际的分布如何。分析了各种不均匀沟道场效应晶体管,并与均匀的场效应晶体管作了如下比较:线性的,高斯,余误差函数和指数。已经得到了这些情况的每一种解,源端和漏端之间的掺杂浓度变化为10与1和100与1之比。掺杂浓度改变为100与1之比的线性情况,产生了器件性能惊人的改进,即增益或功率增加了30.7倍,而增益带宽乘积为955倍。     

具有短沟道的结栅场效应晶体管的特性

本文推导出具有短沟道长度的结栅场效应晶体管的两段模型。在此模型中,导电沟道分为源段和漏段。在源段假设包含有热电子效应修正项的渐变沟道近似。对于漏段,用公式阐述了和过剩载流子堆积效应有关的饱和速度传输。给出了归一化设计曲线和两个样品器件的特性。