论文摘要
为了提高因特网的负载能力,传输速率在100Gb/s和160Gb/s受到了广泛的关注,但是这种应用需要高性能能够工作于高频下的晶体管,并且要求这种晶体管的截止频率在300Ghz以上。晶体管最高振荡频率,fmax,定义为在晶体管功率增益下降为1时的最高工作频率,是检验晶体管特性参数的一个重要参数。目前能够生长制作出的晶体管,最高工作频率已经超过传统的检测设备的频段范围。为了有效的得到最高振荡频率fmax,基于晶体管等效电路模型,在低频率段计算Mason单边增益,然后通过数学外推法得到使功率增益下降为1时的最高工作频率,此频率即为最高振荡频率fmax。但是,随着晶体管制造技术的发展,高频晶体管验证出由Mason单边增益的外推法得到的最高工作频率结果是存在问题的,得到的Mason增益曲线U中高频部分会出现谐振,这样外推法变得不稳定。对于如何有效准确的计算出晶体管最高振荡频率fmax,需要一个更为行之有效的方法,对增益公式进行修订。本论文中,详细描述了异质结双极晶体管（HBT）最大功率增益Gp表达式的推导过程,此推导过程基于异质结双极晶体管（HBT）的小信号T-模型等效电路的分析、等效电路的四端口网络理论分析以及异质结双极晶体管异质结物理结构的分析。然后,对比分析Mason单边增益频响U-曲线和本文推导出的新功率增益频响Gp曲线,可以看出,频响U-曲线由于受到空穴振荡调制效应（Resonant holemodulation effects）的影响,严重偏离了理想的-20dB/dec斜率,在某些频率段,出现峰值,甚至负值,即频响U-曲线振荡,以这样的频响曲线应用数学外推法求最高振荡频率fmax,确定曲线外推开始点都是很困难;新功率增益频响Gp曲线没有峰值点,不存在振荡现象,并且在曲线有效频带内能找到很好拟合-20dB/dec理想斜率的曲线部分外推最大振荡频率fmax,所以,基于新功率增益Gp曲线外推法可以得到唯一定义的最高振荡频率fmax,保障了晶体管品质评定的可靠性。
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标签：异质结双极晶体管论文; 功率增益论文; 最高震荡频率论文;