半導(dǎo)體器件物理12

1、（1）頻率對晶體管電流放大系數(shù)的影響）頻率對晶體管電流放大系數(shù)的影響 2.5 晶體管的頻率特性晶體管的頻率特性按工作頻率范圍通常把晶體管分為按工作頻率范圍通常把晶體管分為低頻晶體管低頻晶體管（只能在（只能在 3 MHz 以下的頻率范圍內(nèi)使用）；以下的頻率范圍內(nèi)使用）；高頻晶體管高頻晶體管（可在幾十到幾百（可在幾十到幾百 MHz的頻率下使用）；的頻率下使用）；超高頻晶體管超高頻晶體管（能在（能在 750 MHz 以上頻率范圍以上頻率范圍內(nèi)使用的晶體管）。內(nèi)使用的晶體管）。1晶體管交流特性和交流小信號傳輸過程晶體管交流特性和交流小信號傳輸過程導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要是晶體管中載流子的分布情況隨交流信號導(dǎo)

2、致這種現(xiàn)象的主要是晶體管中載流子的分布情況隨交流信號而變化引起的。由于要提供再分布的電荷，消耗掉了一部分注而變化引起的。由于要提供再分布的電荷，消耗掉了一部分注入載流子的電流，變?yōu)榛鶚O電流。交流信號頻率越高，單位時入載流子的電流，變?yōu)榛鶚O電流。交流信號頻率越高，單位時間內(nèi)用于再分布的電荷也越多，即消耗的電流也越大，輸出電間內(nèi)用于再分布的電荷也越多，即消耗的電流也越大，輸出電流流 則越小，導(dǎo)致高頻時電流放大系數(shù)下降。與此同時，交流則越小，導(dǎo)致高頻時電流放大系數(shù)下降。與此同時，交流電流在從發(fā)射極傳輸?shù)郊姌O的過程中，要經(jīng)過電流在從發(fā)射極傳輸?shù)郊姌O的過程中，要經(jīng)過 4 個區(qū)：發(fā)射個區(qū)：發(fā)射結(jié)、基區(qū)

3、、集電結(jié)空間電荷區(qū)、集電區(qū)。顯然，完成上述的傳結(jié)、基區(qū)、集電結(jié)空間電荷區(qū)、集電區(qū)。顯然，完成上述的傳輸，必然要消耗掉部分電流，也需要一定的時間。所以，隨著輸，必然要消耗掉部分電流，也需要一定的時間。所以，隨著頻率的增高，不僅電流放大系數(shù)下降，輸出電流頻率的增高，不僅電流放大系數(shù)下降，輸出電流 相對于輸入相對于輸入電流電流 也將產(chǎn)生相移。也將產(chǎn)生相移。晶體管工作頻率較低時，電流放大系數(shù)基本上不因工作頻率而晶體管工作頻率較低時，電流放大系數(shù)基本上不因工作頻率而改變。但當(dāng)工作頻率高到一定程度時，電流放大系數(shù)將隨工作改變。但當(dāng)工作頻率高到一定程度時，電流放大系數(shù)將隨工作頻率的升高而下降，直至失去電流放

4、大作用，并產(chǎn)生相位滯后。頻率的升高而下降，直至失去電流放大作用，并產(chǎn)生相位滯后。icicie對于交流小信號電流，其傳輸過程與直流情況有很大不同，一對于交流小信號電流，其傳輸過程與直流情況有很大不同，一些被忽略的因素開始起作用了，這些因素主要有些被忽略的因素開始起作用了，這些因素主要有 4 個：個： 發(fā)射發(fā)射結(jié)勢壘電容充放電效應(yīng)；結(jié)勢壘電容充放電效應(yīng)； 基區(qū)電荷存儲效應(yīng)（或發(fā)射結(jié)擴(kuò)散基區(qū)電荷存儲效應(yīng)（或發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電效應(yīng)）；電容充放電效應(yīng)）； 集電結(jié)勢壘區(qū)渡越過程；集電結(jié)勢壘區(qū)渡越過程； 集電結(jié)勢集電結(jié)勢壘電容充放電效應(yīng)。壘電容充放電效應(yīng)。 （2）交流小信號傳輸過程）交流小信號傳輸過程直流

5、電流在晶體管內(nèi)部的傳輸過程是：發(fā)射極電流由發(fā)射結(jié)注直流電流在晶體管內(nèi)部的傳輸過程是：發(fā)射極電流由發(fā)射結(jié)注入到基區(qū)，通過基區(qū)輸運(yùn)到集電結(jié)，被集電結(jié)收集形成集電極入到基區(qū)，通過基區(qū)輸運(yùn)到集電結(jié)，被集電結(jié)收集形成集電極輸出電流。在這個電流傳輸過程中主要有輸出電流。在這個電流傳輸過程中主要有 2 次電流損失（對理次電流損失（對理想情況）：想情況）： 與發(fā)射結(jié)反向注入電流的復(fù)合；與發(fā)射結(jié)反向注入電流的復(fù)合； 基區(qū)輸運(yùn)過基區(qū)輸運(yùn)過程中在基區(qū)體內(nèi)的復(fù)合。程中在基區(qū)體內(nèi)的復(fù)合。1）發(fā)射過程）發(fā)射過程當(dāng)發(fā)射極輸入一交變信號時，交變信號作用在發(fā)射結(jié)上，發(fā)射當(dāng)發(fā)射極輸入一交變信號時，交變信號作用在發(fā)射結(jié)上，發(fā)射結(jié)的

6、空間電荷區(qū)寬度將隨著信號電壓的變化而改變，因此需要結(jié)的空間電荷區(qū)寬度將隨著信號電壓的變化而改變，因此需要一部分電子電流對發(fā)射結(jié)勢壘電容進(jìn)行充放電。發(fā)射極電流中一部分電子電流對發(fā)射結(jié)勢壘電容進(jìn)行充放電。發(fā)射極電流中的一部分電子通過對勢壘電容的充放電，轉(zhuǎn)換成基極電流的一的一部分電子通過對勢壘電容的充放電，轉(zhuǎn)換成基極電流的一部分，造成電子流向集電極傳輸過程中比直流時多出一部分損部分，造成電子流向集電極傳輸過程中比直流時多出一部分損失，使發(fā)射效率失，使發(fā)射效率 降低。由于對發(fā)射結(jié)勢壘電容充放電需要降低。由于對發(fā)射結(jié)勢壘電容充放電需要一定時間，因而使電流發(fā)射過程產(chǎn)生延遲。一定時間，因而使電流發(fā)射過程產(chǎn)生

7、延遲。0設(shè)發(fā)射結(jié)勢壘電容充放電時間常數(shù)為設(shè)發(fā)射結(jié)勢壘電容充放電時間常數(shù)為 ，稱為發(fā)射極延遲時間。，稱為發(fā)射極延遲時間。一般發(fā)射極延遲時間為：一般發(fā)射極延遲時間為：E)0()45 . 2(TEEBECIqTk零偏壓時發(fā)射結(jié)勢壘電容值零偏壓時發(fā)射結(jié)勢壘電容值 )0(TEC2）基區(qū)輸運(yùn)過程）基區(qū)輸運(yùn)過程當(dāng)發(fā)射極輸入交變信號時，除發(fā)射結(jié)勢壘區(qū)寬度隨信號變當(dāng)發(fā)射極輸入交變信號時，除發(fā)射結(jié)勢壘區(qū)寬度隨信號變化外，基區(qū)積累電荷量也將隨之變化。例如在信號正半周，化外，基區(qū)積累電荷量也將隨之變化。例如在信號正半周，交變電壓疊加在發(fā)射結(jié)直流偏壓上，使結(jié)偏壓升高，注入交變電壓疊加在發(fā)射結(jié)直流偏壓上，使結(jié)偏壓升高，注

8、入基區(qū)的電子增加，使基區(qū)電荷積累增加。因此，注入到基基區(qū)的電子增加，使基區(qū)電荷積累增加。因此，注入到基區(qū)的電子，除一部分消耗于基區(qū)復(fù)合而形成復(fù)合電流區(qū)的電子，除一部分消耗于基區(qū)復(fù)合而形成復(fù)合電流 外，外，還有一部分電子用于增加基區(qū)電荷積累，即相當(dāng)于對擴(kuò)散還有一部分電子用于增加基區(qū)電荷積累，即相當(dāng)于對擴(kuò)散電容的充電。同時，為了保持基區(qū)電中性，基極必須提供電容的充電。同時，為了保持基區(qū)電中性，基極必須提供等量的空穴消耗于基區(qū)積累，即對擴(kuò)散電容的充放電電流等量的空穴消耗于基區(qū)積累，即對擴(kuò)散電容的充放電電流也轉(zhuǎn)換為了基極電流的一部分。因此，到達(dá)集電結(jié)的有用也轉(zhuǎn)換為了基極電流的一部分。因此，到達(dá)集電結(jié)的

9、有用電子電流減小，即基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)電子電流減小，即基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) 下降。下降。*TiVB設(shè)電子在基區(qū)的輸運(yùn)時間為設(shè)電子在基區(qū)的輸運(yùn)時間為 。假設(shè)基區(qū)中。假設(shè)基區(qū)中 處，注入少子處，注入少子電子的濃度為電子的濃度為 ，以速度，以速度 穿越基區(qū)，形成的電流為：穿越基區(qū)，形成的電流為：Bx)(Bxn)(xv)()()(BnBxvxnAqxI載流子穿越基區(qū)的時間為（注意載流子穿越基區(qū)的時間為（注意 ）xxxIxnAqxxxvd)()(d)(1BB0nBB0Btxvxd)(d DxxxxxDxnB2BB0nBBB2d1BxxTkVqnxnBBE0BB1exp)(TkVqxnDqAIxIBEB0BnBnEnB

10、exp)(又又 代入上式，可得代入上式，可得3）集電結(jié)勢壘區(qū)渡越過程）集電結(jié)勢壘區(qū)渡越過程在直流電流傳輸過程中，由基區(qū)輸運(yùn)到集電結(jié)邊界的電子在直流電流傳輸過程中，由基區(qū)輸運(yùn)到集電結(jié)邊界的電子流，被反偏集電結(jié)勢壘區(qū)內(nèi)的強(qiáng)電場全部拉向集電區(qū)，并流，被反偏集電結(jié)勢壘區(qū)內(nèi)的強(qiáng)電場全部拉向集電區(qū)，并且穿過勢壘區(qū)的時間很短。因此，電子流在勢壘區(qū)渡越過且穿過勢壘區(qū)的時間很短。因此，電子流在勢壘區(qū)渡越過程中，既無幅度也無相位上的變化，可以認(rèn)為這一過程對程中，既無幅度也無相位上的變化，可以認(rèn)為這一過程對電流傳輸沒有影響。但是，對于交流信號，特別是信號頻電流傳輸沒有影響。但是，對于交流信號，特別是信號頻率較高以致

11、集電結(jié)勢壘渡越時間率較高以致集電結(jié)勢壘渡越時間 可與信號周期相比擬時，可與信號周期相比擬時，就必須考慮集電結(jié)勢壘區(qū)的渡越過程了。交流小信號電流就必須考慮集電結(jié)勢壘區(qū)的渡越過程了。交流小信號電流在這一過程中，不僅信號幅度將降低，也會產(chǎn)生相位滯后。在這一過程中，不僅信號幅度將降低，也會產(chǎn)生相位滯后。D由于反偏集電結(jié)空間電荷區(qū)電場一般很強(qiáng)，當(dāng)空間電荷區(qū)電由于反偏集電結(jié)空間電荷區(qū)電場一般很強(qiáng)，當(dāng)空間電荷區(qū)電場超過臨界電場強(qiáng)度場超過臨界電場強(qiáng)度 時，載流子速度就達(dá)到飽和，時，載流子速度就達(dá)到飽和，載流子將以極限速度（飽和速度）載流子將以極限速度（飽和速度） 穿過空間電荷區(qū)。穿過空間電荷區(qū)。cm/V104

12、vss /cm105 . 86sv對于硅：對于硅：對于鍺：對于鍺：s /cm1066sv設(shè)集電結(jié)空間電荷區(qū)寬度為設(shè)集電結(jié)空間電荷區(qū)寬度為 ，則載流子渡越集電結(jié)空間電，則載流子渡越集電結(jié)空間電荷區(qū)的時間為：荷區(qū)的時間為： xmvxsmD4）集電區(qū)傳輸過程）集電區(qū)傳輸過程到達(dá)集電區(qū)邊界的電流并不能全部經(jīng)集電區(qū)輸運(yùn)而形成集電到達(dá)集電區(qū)邊界的電流并不能全部經(jīng)集電區(qū)輸運(yùn)而形成集電極電流極電流 ，這是因?yàn)榻蛔冸娏髟谕ㄟ^集電區(qū)時，會在體電阻，這是因?yàn)榻蛔冸娏髟谕ㄟ^集電區(qū)時，會在體電阻上產(chǎn)生一個交變的電壓降。這個交變信號電壓疊加在集電極上產(chǎn)生一個交變的電壓降。這個交變信號電壓疊加在集電極直流偏置電壓上，使集電

13、結(jié)空間電荷區(qū)寬度隨著交變信號的直流偏置電壓上，使集電結(jié)空間電荷區(qū)寬度隨著交變信號的變化而變化。因此，在到達(dá)集電區(qū)邊界的電流中需要分出一變化而變化。因此，在到達(dá)集電區(qū)邊界的電流中需要分出一部分電子電流對集電結(jié)勢壘電容充放電，形成分電流，同時，部分電子電流對集電結(jié)勢壘電容充放電，形成分電流，同時，基極也提供相應(yīng)大小的空穴流充電，故分電流形成了基極電基極也提供相應(yīng)大小的空穴流充電，故分電流形成了基極電流的一部分。對勢壘電容充放電的時間常數(shù)設(shè)為流的一部分。對勢壘電容充放電的時間常數(shù)設(shè)為 （也稱為（也稱為集電極延遲時間）。集電極延遲時間）。 icC 發(fā)射結(jié)發(fā)射過程中的勢壘電容充放電電流；發(fā)射結(jié)發(fā)射過程中

14、的勢壘電容充放電電流； 基區(qū)輸運(yùn)過程中擴(kuò)散電容的充放電電流；基區(qū)輸運(yùn)過程中擴(kuò)散電容的充放電電流； 集電結(jié)勢壘區(qū)渡越過程中的衰減；集電結(jié)勢壘區(qū)渡越過程中的衰減； 集電區(qū)輸運(yùn)過程中對集電結(jié)勢壘電容的充放電電流。集電區(qū)輸運(yùn)過程中對集電結(jié)勢壘電容的充放電電流。綜上分析可以看到，與直流電流傳輸情況相比，在交流小信綜上分析可以看到，與直流電流傳輸情況相比，在交流小信號電流的傳輸過程中，增加了號電流的傳輸過程中，增加了 4 個信號電流的損失途徑：個信號電流的損失途徑：這這 4 個途徑損失的電流隨著信號頻率的增加而增大，同時使個途徑損失的電流隨著信號頻率的增加而增大，同時使信號產(chǎn)生的附加相移也增加。因此，造成

15、電流增益隨頻率升信號產(chǎn)生的附加相移也增加。因此，造成電流增益隨頻率升高而下降。高而下降。 2共基極交流放大系數(shù)及其截止頻率共基極交流放大系數(shù)及其截止頻率共基極交流電流放大系數(shù)共基極交流電流放大系數(shù) 定義為：在共基極連接時，集電極定義為：在共基極連接時，集電極輸出交流電流輸出交流電流 與發(fā)射極輸入交流電流與發(fā)射極輸入交流電流 之比，即：之比，即：ieic)(CBec常數(shù)Vii設(shè)發(fā)射極到集電極總延遲時間為設(shè)發(fā)射極到集電極總延遲時間為 ，則交，則交流小信號共基極接法電流放大系數(shù)可表示為：流小信號共基極接法電流放大系數(shù)可表示為：CDBEECff/j1/j1j100EC0式中：式中： ； 直流或低頻共基

16、極電流放大系直流或低頻共基極電流放大系數(shù)；數(shù)； 信號頻率。信號頻率。 f21EC0f（1）交流放大系數(shù)）交流放大系數(shù)前面分析表明，電流放大系數(shù)的幅值隨頻率升高而下降，相位前面分析表明，電流放大系數(shù)的幅值隨頻率升高而下降，相位滯后則隨頻率升高而增大。當(dāng)頻率上升到滯后則隨頻率升高而增大。當(dāng)頻率上升到 時，時， 降到降到其低頻值的其低頻值的 倍（即倍（即 ），此時的頻率），此時的頻率 稱稱為共基極截止頻率（或?yàn)楣不鶚O截止頻率（或 截止頻率），其值為：截止頻率），其值為：ff2/102/1f)(2121CDBEECf對于一般高頻晶體管，由于基區(qū)寬度較寬，對于一般高頻晶體管，由于基區(qū)寬度較寬， 往往比往

17、往比 、 、 大得多，所以通常在大得多，所以通常在 時，時，4 個時間常數(shù)中，個時間常數(shù)中， 往往起主要作用。往往起主要作用。 BEDCMHz500fB（2）截止頻率）截止頻率f3共發(fā)射極交流放大系數(shù)及其截止頻率共發(fā)射極交流放大系數(shù)及其截止頻率共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) 定義為：在共發(fā)射極連接時，定義為：在共發(fā)射極連接時，集電極輸出交流電流集電極輸出交流電流 與基極輸入交流電流與基極輸入交流電流 之比，即：之比，即：icib)(CEbc常數(shù)Vii由關(guān)系式由關(guān)系式 可得：可得：iiibceeeececcecbc1/1/iiiiiiiii其中：其中：)(CEece常數(shù)Vii（

18、1）交流放大系數(shù)）交流放大系數(shù)對于一般的晶體管有對于一般的晶體管有 ，因此，因此 可近似認(rèn)為是共基極小可近似認(rèn)為是共基極小信號電流放大系數(shù)，從而可得信號電流放大系數(shù)，從而可得ee11ee（用到（用到 ， ）ff/j100011)/( j1100ffff/j100ff（其中（其中 ）（考慮到（考慮到 ）)/( j100ff10可見，共發(fā)射極小信號電流放大系數(shù)可見，共發(fā)射極小信號電流放大系數(shù) 與與 一樣，其幅值隨一樣，其幅值隨頻率升高而下降，相位滯后隨頻率升高而增大。頻率升高而下降，相位滯后隨頻率升高而增大。 （2）截止頻率）截止頻率f)(21CDBE00ff一般晶體管的一般晶體管的 是比較大的，

19、可見，共射極電流增益截止頻是比較大的，可見，共射極電流增益截止頻率比共基極電流增益截止頻率低得多，即率比共基極電流增益截止頻率低得多，即 ，這也說，這也說明共基極晶體管放大器的帶寬（即截止頻率）比共射極晶體管明共基極晶體管放大器的帶寬（即截止頻率）比共射極晶體管放大器的帶寬大得多。放大器的帶寬大得多。 0ff當(dāng)頻率升高到當(dāng)頻率升高到 時，時， 下降到低頻或直流值下降到低頻或直流值 的的 倍（即倍（即 ），這時的頻率），這時的頻率 稱為共發(fā)射極截止頻稱為共發(fā)射極截止頻率，其值近似為：率，其值近似為：ff02/1f02/14晶體管的頻率特性曲線和極限頻率參數(shù)晶體管的頻率特性曲線和極限頻率參數(shù)（1）

20、頻率特性曲線）頻率特性曲線通常在晶體管手冊中給出的電流放大系數(shù)是在低頻（一般為通常在晶體管手冊中給出的電流放大系數(shù)是在低頻（一般為1000Hz）的情況下測定的，對于共發(fā)射極接法通常用）的情況下測定的，對于共發(fā)射極接法通常用 表表示；對于共基極接法通常用示；對于共基極接法通常用 表示。慢慢升高測量頻率，測表示。慢慢升高測量頻率，測出不同頻率下的電流放大系數(shù)，以電流放大系數(shù)的分貝數(shù)作出不同頻率下的電流放大系數(shù)，以電流放大系數(shù)的分貝數(shù)作為縱坐標(biāo)，以頻率作為橫坐標(biāo)作圖，可得到如上圖所示的晶為縱坐標(biāo)，以頻率作為橫坐標(biāo)作圖，可得到如上圖所示的晶體管頻率特性曲線。體管頻率特性曲線。00電流放大系數(shù)的分貝（電

21、流放大系數(shù)的分貝（dB）值定義為：）值定義為：lg20)(分貝lg20)(分貝從圖可以看出，在低頻范圍內(nèi)，電流放大系數(shù)等于低頻時的從圖可以看出，在低頻范圍內(nèi)，電流放大系數(shù)等于低頻時的 （或（或 ），而當(dāng)頻率進(jìn)一步升高時，它們就開始下降。），而當(dāng)頻率進(jìn)一步升高時，它們就開始下降。00 （也稱（也稱 截止頻率）：截止頻率）：是當(dāng)共基極電流放大系數(shù)是當(dāng)共基極電流放大系數(shù) 下下降到低頻降到低頻 的的 （或（或 0.707）倍時所對應(yīng)的頻率。此）倍時所對應(yīng)的頻率。此時時 的分貝值下降的分貝值下降 3dB。 （也稱（也稱 截止頻率）：截止頻率）：是當(dāng)共發(fā)射極電流放大系數(shù)是當(dāng)共發(fā)射極電流放大系數(shù) 下降到低頻

22、下降到低頻 的的 （或（或 0.707）倍時所對應(yīng)的頻率。）倍時所對應(yīng)的頻率。此時此時 的分貝值下降的分貝值下降 3dB。 f02/1f02/1從從 的定義可知，當(dāng)?shù)亩x可知，當(dāng) 時，時， 將下降到將下降到 以下，以下，但電流放大系數(shù)仍有相當(dāng)高的數(shù)值。例如，設(shè)晶體管的但電流放大系數(shù)仍有相當(dāng)高的數(shù)值。例如，設(shè)晶體管的 ，當(dāng)，當(dāng) 時，時， ，所以，所以 并不并不能反映實(shí)際晶體管的使用頻率極限。能反映實(shí)際晶體管的使用頻率極限。fff0707. 01000ff7 .702/0f為了表示晶體管具有電流放大作用的最高頻率極限，引入特征為了表示晶體管具有電流放大作用的最高頻率極限，引入特征頻率頻率 ，定義為

23、：隨著頻率的增加，晶體管的共發(fā)射極電流定義為：隨著頻率的增加，晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù)放大系數(shù) 降到降到 1 時所對于的頻率。時所對于的頻率。fT當(dāng)當(dāng) 時，時， ，晶體管有電流放大作用；，晶體管有電流放大作用；當(dāng)當(dāng) 時，時， ，晶體管就沒有了電流放大作用。，晶體管就沒有了電流放大作用。ffT1ffT1特征頻率特征頻率 是是判斷晶體管是否能起到電流放大作用的一個是是判斷晶體管是否能起到電流放大作用的一個重要依據(jù)，也是晶體管電路設(shè)計的一個重要參數(shù)。重要依據(jù)，也是晶體管電路設(shè)計的一個重要參數(shù)。 fT（2）特征頻率）特征頻率fT11T22/10ffff/j10根據(jù)定義，由根據(jù)定義，由 可得可得（注

24、意到（注意到 ）ff0T120fff0T0ff（前面結(jié)論（前面結(jié)論 ）當(dāng)工作頻率比當(dāng)工作頻率比 大很多（如大很多（如 ）時，可得：）時，可得：fff5ffff022/101所以有：所以有：fff0T可見，當(dāng)工作頻率比可見，當(dāng)工作頻率比 大得多時，工作頻率與電流放大系大得多時，工作頻率與電流放大系數(shù)的乘積是一常數(shù)，且該常數(shù)為數(shù)的乘積是一常數(shù)，且該常數(shù)為 。因此只要在比。因此只要在比 大大得多的任何一個頻率得多的任何一個頻率 下測出下測出 ，兩者相乘即可得到，兩者相乘即可得到 。 ffTfffT（3）最高振蕩頻率）最高振蕩頻率fM 反映了晶體管具有電流放大作用的最高頻率，但還不能表反映了晶體管具有

25、電流放大作用的最高頻率，但還不能表示具有功率放大能力的最高頻率。如圖所示，輸入信號電流示具有功率放大能力的最高頻率。如圖所示，輸入信號電流為為 ，輸出電流為，輸出電流為 。在頻率較高。在頻率較高時，晶體管的輸入阻抗基本上等于時，晶體管的輸入阻抗基本上等于基區(qū)電阻基區(qū)電阻 ，故輸入功率為：，故輸入功率為：fTibicrbriPb2bi負(fù)載上得到的功率（輸出功率）為：負(fù)載上得到的功率（輸出功率）為：RiPc2c0所以功率放大倍數(shù)（功率增益）為：所以功率放大倍數(shù)（功率增益）為：rRrRiiPPGbc2bc2b2ci0p可見，盡管在可見，盡管在 時，時， ，但負(fù)載電阻，但負(fù)載電阻 可以比可以比 大得多

26、，所以仍可有大得多，所以仍可有 ，即晶體管仍有功率放大能力。，即晶體管仍有功率放大能力。ffT1Rcrb1pG但當(dāng)頻率繼續(xù)升高時，但當(dāng)頻率繼續(xù)升高時， 的數(shù)值不能取得太大了。這是因的數(shù)值不能取得太大了。這是因?yàn)橐玫阶畲蠊β瘦敵?，?fù)載阻抗必須與晶體管的輸出阻抗為要得到最大功率輸出，負(fù)載阻抗必須與晶體管的輸出阻抗相等，這稱為相等，這稱為阻抗匹配阻抗匹配。由于晶體管的集電結(jié)電容。由于晶體管的集電結(jié)電容 是并是并聯(lián)在輸出端的，隨著頻率升高，聯(lián)在輸出端的，隨著頻率升高， 的容抗減小，輸出阻抗的容抗減小，輸出阻抗也變得越來越小，因此也變得越來越小，因此 的取值也要減小。同時在高頻率的取值也要減小。同時在

27、高頻率時，也要繼續(xù)下降，可能比時，也要繼續(xù)下降，可能比 1 小很多，這樣就使得高頻時小很多，這樣就使得高頻時 下降，頻率足夠高時下降，頻率足夠高時 將小于將小于 1。RcCcCcRcGpGp晶體管輸入輸出阻抗各自匹配時，功率增益可達(dá)到最佳，表晶體管輸入輸出阻抗各自匹配時，功率增益可達(dá)到最佳，表示為：示為：隨著頻率的升高，最佳功率增益隨著頻率的升高，最佳功率增益 將下降。將下降。 時對時對應(yīng)的頻率稱為晶體管的最高振蕩頻率，用應(yīng)的頻率稱為晶體管的最高振蕩頻率，用 表示。表示。Gpm1pmGfMfCrfG2cbTpm8 在在 式中令式中令 ，可得，可得 為：為：1pmGfMCrffcbTM8 可見，

28、晶體管的最高振蕩頻率主要取決于其內(nèi)部參數(shù)，即晶可見，晶體管的最高振蕩頻率主要取決于其內(nèi)部參數(shù)，即晶體管的輸入電阻、輸出電容及特征頻率等。體管的輸入電阻、輸出電容及特征頻率等。 表示晶體管表示晶體管真正具有放大能力的極限。真正具有放大能力的極限。fM由由 式還可得到：式還可得到：CrfffGcbT2M2pm8 稱為晶體管的高頻優(yōu)值，這個參數(shù)全面反映了晶體稱為晶體管的高頻優(yōu)值，這個參數(shù)全面反映了晶體管的頻率和功率性能，優(yōu)值越高，晶體管的頻率和功率性越管的頻率和功率性能，優(yōu)值越高，晶體管的頻率和功率性越好，而且高頻優(yōu)值只取決于晶體管的內(nèi)部參數(shù)，因此它是高好，而且高頻優(yōu)值只取決于晶體管的內(nèi)部參數(shù)，因此它是高頻功率晶體管設(shè)計和制造中的重要依據(jù)之一。頻功率晶體管設(shè)計和制造中的重要依據(jù)之一。 fG2pm（4）影響特征頻率的因素和改進(jìn)措施）影響特征頻率的因素和改進(jìn)措施從前面分析可知，晶體管的特性頻率從前面分析可知，晶體管的特性頻率 是晶體管的一個重要是晶體管的一個重要高頻參數(shù)，而且晶體管的最高振蕩頻率和高頻優(yōu)值也都與高頻參數(shù)，而且晶體管的最高振蕩頻率和高頻優(yōu)值也都與有關(guān)。所以，對器件設(shè)計者和制造者來說，了解影響有關(guān)。所以，對器件設(shè)計