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微波晶体管放大器的图解设计法
王保志
【期刊名称】《成都气象学院学报》
【年(卷),期】1996(011)043
【摘要】在对线性两端口网络Ｓ参数分析的基础上，给出了利用史密斯圆图设计微波晶体管放大器的一般方法。
并与解析设计法进行了比较。
【总页数】6页(P285-290)
【作者】王保志
【作者单位】成都气象学院大气电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.16
【相关文献】
1.微波晶体管放大器的图解设计法 [J], 王保志
2.微波功率场效应晶体管放大器的实验研究 [J], 李国金
3.高电子迁移率晶体管放大器高功率微波损伤机理 [J], 闫涛;李平
4.微波晶体管放大器的计算机辅助图解分析 [J], 李健;李在清;李建峰
5.小尺寸微波晶体管放大器的设计 [J], 魏璁
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晶体管 (MOSFET)1. 简介晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET) 是一种主要用于电子设备中的半导体器件。
它是一种三极管，由金属-氧化物-半导体结构组成，常用于放大、开关和电流调节等电路应用。
2. 结构与原理晶体管主要由源极 (Source)、漏极 (Drain)、栅极 (Gate) 和绝缘层 (Oxide Layer) 组成。
•源极和漏极是两个接触半导体材料的区域，它们之间的电流流动形成了晶体管的输出。
•栅极是通过绝缘层与半导体材料隔离的金属电极，用来控制晶体管的导通与截止。
•绝缘层通常由二氧化硅 (SiO2) 构成，具有良好的绝缘性能。
当栅极上施加正向偏压时，形成了N型MOSFET；当施加负向偏压时，形成了P型MOSFET。
以下以N型MOSFET为例进行说明。
在无外加电压时，绝缘层将源极和漏极隔离，MOSFET处于截止状态。
当栅极施加正向偏压时，形成了一个电场，使得绝缘层下的半导体区域形成一个导电通道。
这个通道上的电流可以从源极流向漏极。
3. 工作原理晶体管的工作可以分为三个阶段：截止、放大和饱和。
3.1 截止状态在截止状态下，栅极与源极之间的电压低于阈值电压 (Threshold Voltage, Vth)，导致绝缘层下没有形成导电通道，晶体管处于高阻态，没有漏极电流。
3.2 放大状态当栅极与源极之间的电压高于阈值电压时，绝缘层下形成了一个导电通道。
此时，当漏极施加一个正向偏压时，由于源漏区之间存在的场效应，使得栅极控制区域的导电通道宽度增加。
这种情况下，晶体管能够放大输入信号，并将其输出到漏极。
3.3 饱和状态在饱和状态下，输入信号足够大以至于导通通道已经最大化。
此时，即使栅极与源极之间的电压继续增大，导通通道的宽度也不再改变。
晶体管处于最大放大状态，输出信号与输入信号成正比。
4. MOSFET 的应用MOSFET作为一种重要的电子器件，在现代电路设计中有着广泛的应用。
异质结双极晶体管射频微波建模参数提取（实用版）目录一、异质结双极晶体管的概念与结构二、射频微波建模的基础知识三、异质结双极晶体管的参数提取方法四、异质结双极晶体管的应用及发展前景正文一、异质结双极晶体管的概念与结构异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，HBT）是一种三端器件，由发射区、基区和收集区组成。
发射区采用轻掺杂的宽带隙半导体材料（如 GaAs、InP），基区采用重掺杂的窄带隙材料（如 AlGaAs、InGaAs）。
这种结构可以增加击穿电压并最小化结之间的漏电流。
异质结双极晶体管的主要特点是在双极结型晶体管的基础上，采用异质结来代替同质的发射结。
二、射频微波建模的基础知识射频微波建模是一种分析射频微波电路性能的方法，通过对电路的结构、参数和材料特性进行模拟，得到电路的传输特性、频率响应、阻抗匹配等性能指标。
射频微波建模主要包括网络分析法、有限元法、有限差分法等。
在异质结双极晶体管的研究中，射频微波建模主要用于分析器件的性能参数，如增益、频率响应等。
三、异质结双极晶体管的参数提取方法异质结双极晶体管的参数提取主要涉及到发射结、基结和收集结的参数。
这些参数包括结电容、结电阻、击穿电压、漏电流等。
参数提取的方法主要有以下几种：1.基于测量数据的参数提取：通过测量异质结双极晶体管的输出特性、输入特性和传输特性等，得到器件的性能参数。
2.基于电路模拟的参数提取：通过建立异质结双极晶体管的电路模型，利用电路仿真软件进行模拟，得到器件的性能参数。
3.基于器件结构的参数提取：通过分析异质结双极晶体管的结构特点和材料特性，建立器件的物理模型，得到器件的性能参数。
四、异质结双极晶体管的应用及发展前景异质结双极晶体管在射频微波领域有广泛的应用，如放大器、振荡器、开关等。
由于其具有较高的工作频率、较低的噪声系数和较低的功耗等特点，异质结双极晶体管在无线通信、雷达、卫星通信等领域有重要的应用价值。
毕业设计论文微波低噪声晶体管设计教学单位: 电子信息学院专业名称: 电子科学与技术（IC设计）学号:学生姓名:指导教师:指导单位: 微电子技术系完成时间:2011年5月10日电子科技大学中山学院教务处制发‘电子科技大学中山学院毕业设计（论文）任务书电子科技大学中山学院毕业设计（论文）成绩评定表微波低噪声晶体管设计摘 要微波低噪声晶体管是通信系统接收端的关键电子器件，广泛应用于雷达、通信、卫星、导弹等领域内，对经济和军事领域的发展都有极其重要的意义。
微波低噪声晶体管其主要参数指标为高的频率特性和低的噪声系数，本文首先对晶体管的频率和噪声等方面的特性进行了理论分析，在此基础上，根据设计指标，进行了微波低噪声晶体管的纵向结构参数、横向结构参数等的计算和选取，并对特征频率、噪声系数、功率增益等主要参数进行了核算，结果为T f =3.63GHz 、F N =2.45dB 、P K =6.5dB ，验证了该设计基本达到设计要求；在结构方面，采用了具有缓冲基区的结构；在图形方面，采用梳状结构；最后给出亚微米发射区宽度微波低噪声晶体管的工艺流程，并画出了所设计的微波低噪声晶体管的图形。
关键词：微波；低噪声；缓冲基区；梳状结构The Design of Microwave Low-noise TransistorAbstractThe low-noisy microwave transistor is the pivotal device of the sink of communication systems. It is widely applied to radar, communications, satellite, missilery, etc. And it is very importance to the development both of economy and military.The primary parameters of the low-noisy microwave transistor are high-frequency and low-noise. This paper firstly analyzed the transistor’s specialist of frequency, power and noise. On this basis, basing to the index of the design, it chose the parameters of lengthways and transverse structure of the transistor. Then it accounted the primary parameters and the result are:fT=3.63GHz,NF =2.45dB,KP=6.5dB. It validated the design is achieve to the planrequest. In the structural aspect, it adopted the structure which has buffer basis. In the figure aspect, it adopt comb. At last it gave flows of the process of the low-noisy microwave transistor, and drawn the cell-picture designed.Keywords: microwave; low-noise; buffer base; comb structure目 录1绪 论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 微波低噪声晶体管概述 ...................................................................................................... 1 1.2 微波低噪声晶体管的发展历程及现状 .............................................................................. 1 1.3 本文研究的主要内容 .......................................................................................................... 2 2 晶体管设计理论 ....................................................................................................................... 4 2.1 晶体管的频率特性 .............................................................................................................. 4 2.1.1 电流放大系数与频率的关系 ...................................................................................... 4 2.1.2 晶体管的特征频率 ...................................................................................................... 5 2.1.3 晶体管的高频优值 ...................................................................................................... 6 2.2 晶体管的噪声特性 .............................................................................................................. 8 2.2.1 噪声与噪声系数 .......................................................................................................... 8 2.2.2 晶体管的噪声源 .......................................................................................................... 8 2.2.3 噪声系数与频率、工作电流的关系 .......................................................................... 9 2.2.4 晶体管的最小噪声系数 ............................................................................................ 10 2.3 晶体管的耗散功率 .......................................................................................................... 10 2.3.1 耗散功率和最高结温 .............................................................................................. 10 2.3.2 热阻和最大耗散功率 .............................................................................................. 11 3微波低噪声晶体管设计 ........................................................................................................ 12 3.1 晶体管设计方法 ................................................................................................................ 12 3.2 系统设计 ............................................................................................................................ 13 3.3 纵向结构参数的选取 ........................................................................................................ 14 3.3.1 外延层电阻率c 和集电区宽度c W 的选取 ............................................................. 14 3.3.2 基区宽度B W 的选取 .................................................................................................. 15 3.3.3 集电结结深jc x 、发射结结深je x 的选取 .................................................................. 15 3.3.4 砷离子注入表面浓度ES N 与外延层厚度W 外的选取 ............................................... 17 3.4 横向结构参数的选取 ........................................................................................................ 18 3.4.1 图形结构的选取 ........................................................................................................ 18 3.4.2 单元发射极条宽e S 、条长e l 和条数n 的选取 ........................................................ 18 3.4.3 基区面积（集电结面积）的选取 ............................................................................ 19 3.5 主要参数的核算 ................................................................................................................ 19 3.5.1 特征频率T f ............................................................................................................... 19 3.5.2 噪声系数F N .............................................................................................................. 21 3.5.3 功率增益P K .. (22)4微波低噪声晶体管的制造工艺和版图设计 (23)4.1制造工艺 (23)4.2版图设计 (24)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1绪论1.1 微波低噪声晶体管概述微波低噪声晶体管的主要参数指标为高的频率特性和低的噪声系数。
