微电子概论（第3版）课件2-4-4特征频率

《微电子概论（第3版）IntroductiontoMicroelectronics郝跃贾新章史江一》ThirdEdition1.

BJT频率特性参数2.共基极截止频率fα3.共射极截止频率fβ4.

特征频率fT5.最高振荡频率fm(1)共射极交流小信号电流放大系数β3.共射极截止频率fβ

即得由(2)截止频率fβ3.共射极截止频率fβ对照β表达式

得(1)fT表达式4.特征频率fT由

按照定义，若则

得通常则得即(2)关于fT的讨论4.特征频率fT(a)增益带宽积由

若

则

得即特征频率等于频率f与该频率下的交流电流放大系数乘积因此特征频率又称为增益带宽积(2)关于fT的讨论4.特征频率fT(b)fT的实际测试方法如果按照定义测试fT，需要测量使得时的输入信号频率。这就要求采用价格昂贵的高频信号源可以在较低频率f下（要求f>5fβ）测量器件的则例如，若在f=80MHz下，测得则器件的采用80MHz信号源可以测量800MHz的fT，无需800MHz的信号源。(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT(a)提高fT的基本思路

①fT与4个时常数为“反比”关系，因此总体而言，为了提高fT，应该减小4个时常数的值。

②如果实际4个时常数之间数值相差较大，进一步减小数值较小的时常数对提高fT的作用并不大，而应该首先抓住重点，侧重减小数值较大的那个或者那几个时常数。(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT(b)减小发射结Cje充放电时常数τe的技术途径

①减小re

这是应用器件的电流设计人员在设计电路时应考虑的问题。

②减小Cje

这是减小τe提高fT的主要途径之一。→要求提高直流工作电流IE→要求减小发射结的结面积AE(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT(c)减小基区渡越时间τb的技术途径

说明：上述技术途径与提高BJT电流放大系数的要求是一致的。

①减小基区宽度xb，从而减小τb，这是提高BJT频率响应的主要途径之一；②

通过增加基区杂质分布的陡峭程度增大λ，从而减小τb，也能提高BJT频率响应。(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT(d)减小BC势垒区渡越时间τd的技术途径

减小xdc

注意：这一要求与提高击穿电压矛盾。→要求提高集电区掺杂浓度NC(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT(e)减小集电结Cjc充放电时常数τc的技术途径

①

减小rc

注意：这一要求与提高击穿电压矛盾。→要求提高集电区掺杂浓度NC

②

减小Cjc

这是减小τc提高fT的主要途径之一。→要求减小集电结的结面积AC(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT综合考虑不同因素对BJT其他特性参数的影响，提高提高fT的有效途径是结论③减小集电结的结面积AC

②

减小发射结的结面积Ae

如何尽量减小发射结的结面积Ae和集电结的结面积AC是BJT版图设计中必须考虑的一条基本准则。

①

减小基区宽度xb(3)提高fT的主要技术途径4.特征频率fT

尽量减小发射结的结面积Ae和集电结的结面积AC是BJT版图设计中必须考虑的一条基本准则。

对频率特性要求较高的小功率BJT，均采用最小尺寸晶体管版图设计，即各个尺寸均采用版图设计规则中允许的最小值。

对频率特性要求较高同时又要输出较大电流的高频大功率，则需要采用2.4.5节介绍的交叉梳状晶体管。最小尺寸晶体管版图剖面图5.最高振荡频率fm(1)fm的定义使晶体管功率增益下降为1的频率称为最高振荡频率，记为f