Транзистори НВЧ

Лекція 30

Транзистори НВЧ.

Ці транзистори є видозміненими звичайними транзисторами. Розглянемо характеристики та фізику роботи звичайного транзистора.

- транзистор перестає працювати.

- характеристична частота, зараз досягли 110 ГГц і навіть 250 ГГц. Серійно випуск до 40 ГГц.

Визначимо швидкодію:

, для біполярних

- час на подолання шляху між емітером та колектором, для полярних – між витоком і стоком. “

” виникає у формулах тому, що в формулах використовується

, тому

Напругу збільшити ми не можемо, щоб не пробити. Параметри, які можна змінити для зменшення

1. Зменшуємо розмір бази, зменшити область між витоком і стоком. Серійно випускають транзистори з

2. Використовують матеріали з високою рухливістю, щоб збільшити швидкість. Використовують

- транзистори. Іноді використовують транзистори з гетеропереходами, де теж досягається дуже висока рухливість (НЕМТ – транзистори).

Розглянемо конкретні схеми:

Польовий транзистор. Чим більше “-“ на затворі, тим менша провідність транзистора завдяки області “+” – заряду на підкладці.

Важливо, щоб транзистор був геометрично включений прямо в лінію. В мікроелектроніці немає можливості створити транзистори, що будуть “стирчати” зовні.

Існує й інший, більш високочастотний варіант підключення:

Польові транзистори на гетеропереходах. Оскільки різниця між рівнями не змінюється, бо це атомні рівні, то маємо розриви на переході: електрони накопичуються в ямі А.

Оскільки справа є домішки, а зліва, де накопичились електрони, домішок, на яких може осісти електрон, немає, то електрони більш вільно рухаються, тобто їх рухливість зростає.

Структура:

Біполярні транзистори. На НВЧ ці транзистори гірше. База – дуже мала за розмірами. Це необхідно для збільшення частоти, але при цьому виникають зворотні струми.

Не тільки електрони йдуть у базу

, але й дірки йдуть у емітер

. Це створює шуми. Максимальний коефіцієнт підсилення

. Звідси видно, що для кращого

необхідно мінімальний потік дірок в емітер. При малих шарах коефіцієнт підсилення менший. Проблеми розв’язують за допомогою гетеропереходу (див. Мал. нижче): в такому випадку завада для дірок більша, ніж для електронів.