微电子概论第二章2-4节_双极晶体管
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第二章 微波晶体管2.1 微波双极晶体管微波双极晶体管通常都是平面结构,几乎都是NPN 的。
微波双极晶体放大 器工作原理和传统双极晶体管一样,这里只简要说明一下微波双极型晶体管的 等效电路和性能参数。
微波晶体管中,为了提高发射极效率、减小结电容以适应微波频率上工作 的需要,一般采用交指型结构。
在低噪声放大电路中,共发射极电路用得较普 通,因为它有较高的功率增益、输入和输出阻抗比较接近于通常的传输线特性 阴抗、稳定性也好。
微波双极晶体管管芯共基极、共发射极小信号等效电路如图2.1所示。
图 中, B r 表示基极扩散电阻,C C 表示集电极耗尽层电容, e r 表示发射极结电阻; e C 表示发射极耗子层电容, c r 表示集电极结电阻。
图 2-1 微波双极型晶体管管芯等效电路(1)特征频率 T f晶体管中载流子从发射极渡越到集电极的时间的称为延迟时间,用г表示。
当工作频率比较高时,延迟时间与信号周期相比已显得相当长,这时输出电流和输入电流之间出现了相位差。
当工作频率进一步提高时,载流子在基区中运动而尚未到达集电极构成输出电流时,加在输入端的交流传号的大小和方向已经改变了,因而造成了载流子运动韵混乱现象,使电流放大系数下降。
频率越高,电流流放大系数下降越厉害。
由此可见,电流放大系数具有一定的频率特性。
通常用特征频率T f 表示微波晶体管的高频放大性能,它定义为共发极短路电流增益12h =l 时的频率。
特征频率T f 与晶体管的结构参数密切相关。
微波双极晶体管受到管予结构和工艺水平的影响,特征频率不可能很高。
当要求频率更高时,一般使用微波场效应晶体管。
其特征频率可表示为:()sB C PB B c p c e T v W X D W qI C C C kT f 22-++++=η(2)噪声 在微波晶体管中,闪烁噪声不起主要作用,因此微波晶体管的噪声主要有 两类:热噪声和散弹噪声。
热噪声是晶体管中载流子的不规则热运动引起的, 它的大小与晶体管本身的欧姆电阻有关。