特征频率双极型晶体管

发布网友发布时间：2024-10-08 15:31

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热心网友时间：2024-12-04 08:20

BJT的特征频率ft，即共发射极放大器在电流放大系数│β│下降至1时的频率，也被称为晶体管的增益-带宽乘积。这个频率可以通过低频时的β值βo和截止频率fβ来计算，当频率高于fβ时，│β│f = βo fβ = ft。因此，测定高频下│β│值，即可得知ft的值。

ft的表达式可通过电子从发射极到集电极的有效渡越时间τec来理解，即ft = (2πτec)^(-1)，其中τec由多个部分组成，如发射结充电时间τE、基区渡越时间τB（与中性区电子移动相关）、移除电荷所需时间τD和集电结充电时间τC。决定ft的主要因素通常包括τB和结电容，特别是集电结电容。

为了提高BJT的特征频率，有以下策略：在ft较低时，应优先考虑减小基区宽度（通过浅结工艺和薄基区设计）以及增大基区电场因子η，通过增加基区掺杂浓度和提高杂质分布的陡峭度来增强发射效率。然而，过高的掺杂浓度可能反而减小扩散电子系数，因此η一般控制在3~6之间。

当ft较高，基区宽度减小，需要考虑更多因素，如减小发射结的动态电阻（增加集电极电流）、降低势垒电容（减小发射结面积）、减小集电结势垒厚度（优化集电区电阻率）以及降低集电极串联电阻rC和集电结势垒电容Cjc，以优化晶体管在高频工作条件下的性能。