異質結雙極晶體管HBT單邊增益研究.pdf

1、為了提高因特網(wǎng)的負載能力，傳輸速率在100Gb/s和160Gb/s受到了廣泛的關注，但是這種應用需要高性能能夠工作于高頻下的晶體管，并且要求這種晶體管的截止頻率在300Ghz以上。 晶體管最高振蕩頻率，fmax，定義為在晶體管功率增益下降為1時的最高工作頻率，是檢驗晶體管特性參數(shù)的一個重要參數(shù)。目前能夠生長制作出的晶體管，最高工作頻率已經(jīng)超過傳統(tǒng)的檢測設備的頻段范圍。為了有效的得到最高振蕩頻率fmax，基于晶體管等效電路模型，在

2、低頻率段計算Mason單邊增益，然后通過數(shù)學外推法得到使功率增益下降為1時的最高工作頻率，此頻率即為最高振蕩頻率fmax。但是，隨著晶體管制造技術的發(fā)展，高頻晶體管驗證出由Mason單邊增益的外推法得到的最高工作頻率結果是存在問題的，得到的Mason增益曲線U中高頻部分會出現(xiàn)諧振，這樣外推法變得不穩(wěn)定。對于如何有效準確的計算出晶體管最高振蕩頻率fmax，需要一個更為行之有效的方法，對增益公式進行修訂。 本論文中，詳細描述了異質結

3、雙極晶體管（HBT）最大功率增益Gp表達式的推導過程，此推導過程基于異質結雙極晶體管（HBT）的小信號T-模型等效電路的分析、等效電路的四端口網(wǎng)絡理論分析以及異質結雙極晶體管異質結物理結構的分析。然后，對比分析Mason單邊增益頻響U-曲線和本文推導出的新功率增益頻響Gp曲線，可以看出，頻響U-曲線由于受到空穴振蕩調制效應（Resonant hole modulation effects）的影響，嚴重偏離了理想的-20dB/dec斜率，