异质结双极晶体管的能带设计

异质结双极晶体管(HBT)是一种新型的超高速、微波与毫米波半导体器件,可以有效地解决同质结双极晶体管中高速度与高放大的关系。本文以AlGaAs/GaAs npn HBT为例,讨论了HBT能带设计中的有关问题,并简要介绍了HBT的研究现状与发展方向。     

微波功率异质结双极晶体管

本文首先简要介绍异质结双极晶体管(HBT)的结构和特点,接着评述HBT工艺技术发展现状、单元设计和目前制作的功率HBT的性能。     

低相位噪声HBT单片压控振荡器的设计

与传统的硅双极晶体管(Si BJT)相比,异质结双极晶体管(HBT)具有特征频率高、1/f噪声小的优点,可以用在微波频段内的单片集成电路设计中。采用异质结双极晶体管(HBT)设计一种低相位噪声HBT单片VCO电路,芯片电路测试结果:电压控制频率范围fo=8.0~9.5 GHz;输出功率Pout=7~9.5 dBm;在偏离振荡中心频率foffset为100 kHz时相位噪声Pn=-106 dBc/Hz。     

三指发射极InGaP/GaAs HBT的研制

异质结双极型晶体管(HBT)是MMIC领域中最具有竞争力的三端器件之一.本文提出了一种三指发射极HBT的设计.通过与同一版上两指发射极HBT比较,证实了该设计的工艺宽容度高、可靠性和一致性好、成品率高,并且仍然具有两指发射极HBT良好的击穿、直流和高频特性.     

三指发射极InGaP/GaAS HBT的研制

异质结双极型晶体管(HBT)是MMIC领域中最具有竞争力的三端器件之一.本文提出了一种三指发射极HBT的设计.通过与同一版上两指发射极HBT比较,证实了该设计的工艺宽容度高、可靠性和一致性好、成品率高,并且仍然具有两指发射极HBT良好的击穿、直流和高频特性.     

AlGaAs/GaAs HBT电压比较器

本文对异质结双极晶体管(HBT)电压比较器进行了理论分析,设计并制作了国内第一个AlGaAs/GaAs HBT电压比较器电路。首先,分析了HBT的基本工作原理;然后比较详细地分析了ECL电压比较器的工作原理并进行了设计。随后介绍了HBT的E-M模型,提取了模型参数,并对电路进行了模拟;最后全面介绍了AlGaAs/GaAs HBT电压比较器的制作过程。测试结果表明,HBT器件直流电流增益大于100,f_T为15.2GHz,f_(max)为14.8GHz;电路具有取样和锁存能力,并具有电压比较器的初步功能。     

InGaP/GaAs HBT器件研究中的几个重要问题

本文分析了InGaP/GaAs异质结双极晶体管(HBT)微波器件研制中的一些重要问题,优化了发射结阻挡层厚度,解决离子注入实现器件隔离的问题,设计制备出发射极尺寸为(3μm×40μm)×3的HBT单管,并进行了测试。     

高效率Class F功率放大器的设计

本文基于InGaP/GaAs HBT(HBT为异质结双极晶体管)工艺设计了一款高效率的Class F功率放大器。文中首先描述了F类功率放大器的特点和电路原理,然后对放大器的设计过程如匹配电路设计技术、谐波抑制对功率效率的影响,以及偏置电路的设计等问题做了详细的讨论。测试结果表明,设计的功率放大器在电源电压为5V,输出功率为37dBm时,效率达68%。     

异质结双极型晶体管SPICE模型及其参数提取

将异质结双极型晶体管(HBT)模型分为本征模型和外模型,并综合考虑了异质结双极型晶体管的寄生效应、空间电荷区的复合效应、隧道效应、热效应和重搀杂效应等因数,应用VC 语言编制提取HBT模型参数软件包,根据HBT的物理参数模拟了HBT的Ⅰ-Ⅴ特性、差分电路的稳态特性和瞬态特性,并与实验结果相对比,验证了HBT模型的正确性.     

AlGaAs/GaAs HBT的设计研究

利用BIPOLE计算机程序,评价了具有不同版图、不同掺杂分布和不同层厚的AlGaAs/GaAs HBT的频率性能,研究了HBT的最佳化设计,并比较了HBT和多晶硅发射极晶体管的大电流性能。研究表明,对发射极条宽S_E<3μm的HBT来说,在电流密度小于1×10~5A/cm~2时,并未发现电流集聚效应,由最高f_T确定的HBT电流处理容量要比多晶硅发射极晶体管的大两倍多。对基区掺杂为1×10~(19)cm~(-3)的典型工艺n-p-n型AlGaAs/GaAs HBT,已获得了一个最佳化的最高振荡频率f_(mos(?))的方程式:f_(mosc)=337(W_(Bop)/S_E)~(1/2)GHz,式中,W_(Bop)是最佳基区宽度,S_E是发射极条宽,二者都以微米为单位。     

SiGe HBT的速度优化设计

从理论分析角度介绍了优化SiGe异质结晶体管速度的方法。结合双极晶体管的工艺限制，介绍了SiGeHBT的基本原理，讨论了SiGeHBT的发射区／基区／集电区设计。最后，以一个100GHzfmax和fT的HBT为例，对电路制作工艺参数进行了讨论。     

截止频率为45GHz的新颖电极结构的自对准HBT设计、制作和表征

文章采用二维异质结构器件模拟程序和异质结双极晶体管电路模拟程序,对新近提出的自对准AlGaAs/GaAs异质结双极晶体管(HBT)的设计、制作和模拟制定了系统的研究方法。所研制的HBT有一突变的发射极-基极异质结,并且采用一种新颖结构——在两个发射极电极之间夹入一个基极电极。对已制成的3×8μm~2双发射极HBT进行了测量,其电流增益截止频率f_T=45GHz,最高振荡频率f_(max)=18.5GHz。分频器电路模拟结果指出,研制成的HBT的速度是两个基极电极之间夹入一个发射极电极的普通HBT的1.4倍。     

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...     

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。     

5~6GHz自适应线性化偏置的InGaP/GaAs HBT功率放大器

针对高质量无线局域网的传输需求,设计了一款工作在5~6 GHz的宽带磷化镓铟/砷化镓异质结双极型晶体管(InGaP/GaAs HBT)功率放大器芯片。针对HBT晶体管自热效应产生的非线性和电流不稳定现象,采用自适应线性化偏置技术,有效地解决了上述问题。针对射频系统的功耗问题,设计了改进的射频功率检测电路,以实现射频系统的自动增益控制,降低功耗。通过InGaP/GaAs HBT单片微波集成电路(MMIC)技术实现该功率放大器芯片。仿真结果表明,功放芯片的小信号增益达到32 dB;1 dB压缩点功率为28.5 dBm@5.5 GHz,功率附加效率PAE超过32%@5.5 GHz;输出功率为20 dBm时,IMD3低于-32 dBc。     

放大技术、放大器

Y98-61303-743 9906005带有 AlInAs/GaInAs 转移衬底异质结双极晶体管(HBT)的50GHz 反馈放大器=A 50GHz feedback am-plifier with AlInAs/GaInAs transferred-substrate HBT[会,英]/Agarwal,B.& Mensa,D.//1997 IEEE In-ternational Electron Devices Meeting.—743～746(AG)转移衬底异质结双极晶体管(HBT)具有很高的f_(max),是用于超高速集成电路很有竞争力的候选者。本文介绍一种采用 AlInAs/GaInAs 转移衬底 HBT 的宽带放大器。它采用带电阻性反馈的简单复合晶体管结构,其增益为13dB,3dB 带宽为50GHz。文中还讨论了该放大器的电路设计。参5     

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.     

一种能抑制HBT Kink效应的新型复合管

介绍了GaAs异质结双极型晶体管(HBT)的Kink效应及其对宽带匹配的影响,并根据负反馈原理,提出了一种新型的HBT复合管结构.通过对该结构进行小信号分析和计算机软件仿真,该复合晶体管在整个测试频段内输出阻抗接近于一个简单的RC串联电路,并且输出电阻在很宽的频率范围内保持稳定.采用2 μm InGaP/GaAs HBT半导体工艺技术流片测试,结果表明,在0.1～20 GHz(接近该HBT的截止频率)的频率范围内所提出的新型HBT复合管抑制了Kink效应并与理论分析结果及计算机仿真结果相吻合.采用该复合管作为宽带放大器的有源器件可以在很大程度上简化匹配电路的设计并且不会显著增加芯片面积和功耗.     

一款应用于Wi-Fi 6E设备的GaAs HBT功率 放大器

针对WIFI 6E频段的设备需求,设计了一款工作在5.9 GHz～7.2 GHz的宽带砷化镓异质结双极型晶体管（GaAs HBT）功率放大器。功率放大器为三级放大拓扑结构,采用自适应偏置电路结构解决HBT晶体管在大功率输入下偏置点变化及自热效应引起增益及线性度恶化的问题。测试结果表明,在5.9 GHz～7.2 GHz频段内,功率放大器增益>27 dB,输出饱和功率>1 W,附加效率>24 %,芯片面积：1.24 mm×1.27 mm。     

新型GaInNAs系低功耗HBT研究进展

介绍了新型GaInNAs系低功耗异质结双极晶体管(HBT)的设计思想和最新研究进展,并展望了其在低功耗高速集成电路和长波长光电集成电路方面的应用前景.