雙極型晶體管的頻率特性白底

雙極型晶體管的頻率特性白底1第一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日

雙極型三極管的參數(shù)參

數(shù)型

號(hào)

PCMmWICMmAVRCBOVVRCEO

VVREBO

VICBO

μAfT

MHz3AX31D1251252012≤6*≥83BX31C1251254024≤6*≥83CG101C10030450.11003DG123C5005040300.353DD101D5W5A3002504≤2mA3DK100B100302515≤0.13003DK23G250W30A4003258注：*為f

功率特性2第二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日

雙極型三極管的參數(shù)參

數(shù)型

號(hào)

PCMmWICMmAVRCBOVVRCEO

VVREBO

VICBO

μAfT

MHz3AX31D1251252012≤6*≥83BX31C1251254024≤6*≥83CG101C10030450.11003DG123C5005040300.353DD101D5W5A3002504≤2mA3DK100B100302515≤0.13003DK23G250W30A4003258注：*為f

反向特性3第三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日

雙極型三極管的參數(shù)參

數(shù)型

號(hào)

PCMmWICMmAVRCBOVVRCEO

VVREBO

VICBO

μAfT

MHz3AX31D1251252012≤6*≥83BX31C1251254024≤6*≥83CG101C10030450.11003DG123C5005040300.353DD101D5W5A3002504≤2mA3DK100B100302515≤0.13003DK23G250W30A4003258注：*為f

頻率特性hfe——放大特性開關(guān)管開關(guān)特性參數(shù)4第四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日第三章雙極型晶體管的頻率特性§3.1晶體管交流電流放大系數(shù)與頻率參數(shù)§3.2晶體管的交流特性分析§3.3晶體管的高頻參數(shù)及等效電路§3.4高頻下晶體管中載流子的輸運(yùn)及中間參數(shù)§3.5晶體管電流放大系數(shù)的頻率關(guān)系§3.6晶體管的高頻功率增益§3.7

工作條件對(duì)晶體管fT、KPm的影響5第五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、交流短路電流放大系數(shù)共基極交流短路電流放大系數(shù)：共發(fā)射極極交流短路電流放大系數(shù)：兩者之間的關(guān)系：§3.1晶體管交流電流放大系數(shù)與頻率參數(shù)6第六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、晶體管的頻率參數(shù)截止頻率f：共基極電流放大系數(shù)減小到低頻值的所對(duì)應(yīng)的頻率值截止頻率f

：共發(fā)射極電流放大系數(shù)減小到低頻值的所對(duì)應(yīng)的頻率值7第七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日特征頻率fT：共發(fā)射極交流短路電流放大系數(shù)為1時(shí)對(duì)應(yīng)的工作頻率最高振蕩頻率fM：功率增益為1時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率二、晶體管的頻率參數(shù)8第八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、晶體管的頻率參數(shù)9第九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日§3.2晶體管的交流特性分析晶體管在實(shí)際應(yīng)用時(shí)大多是在直流偏壓上疊加上交流小信號(hào)，即作用在結(jié)上的總電壓應(yīng)為交、直流兩部分電壓之和，如果所疊加的交流信號(hào)為正弦波，則作用在發(fā)射結(jié)上的總電壓為：作用在集電結(jié)上的總電壓為：10第十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日注意：一維模型中規(guī)定的電流方向與npn管實(shí)際電流方向相反11第十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、均勻基區(qū)晶體管（以npn管為例）交流信號(hào)作用下基區(qū)電子一維擴(kuò)散方程基區(qū)電子密度分布（直流、交流疊加）分解與時(shí)間有關(guān)項(xiàng)和與時(shí)間無(wú)關(guān)項(xiàng)基區(qū)電子電流密度交流分量通過(guò)發(fā)射結(jié)的空穴電流密度交流分量交流信號(hào)作用下發(fā)射區(qū)空穴一維擴(kuò)散方程均勻基區(qū)晶體管交流電流-電壓方程高頻參數(shù)頻率特性12第十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、均勻基區(qū)晶體管（以npn管為例）在交流信號(hào)作用下基區(qū)電子的一維擴(kuò)散方程：13第十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日14第十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日邊界條件：x=0時(shí)，邊界條件：x=Wb其中：15第十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日16第十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日通過(guò)基區(qū)的電子電流密度交流分量同理，可求出通過(guò)發(fā)射結(jié)的空穴電流密度的交流分量17第十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日通過(guò)發(fā)射結(jié)的交流電流分量：集電極電流的交流分量：此二式即為均勻基區(qū)晶體管交流電流——電壓方程18第十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日基區(qū)寬變效應(yīng)：基區(qū)寬度隨結(jié)電壓變化而變化，從而引起輸出電流的變化計(jì)入基區(qū)寬變效應(yīng)：19第十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、緩變基區(qū)晶體管基區(qū)電子的一維連續(xù)性方程20第二十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日§3.3晶體管的高頻參數(shù)及等效電路一、晶體管高頻Y參數(shù)及其等效電路二、晶體管高頻h參數(shù)及其等效電路將晶體管看作四端網(wǎng)絡(luò)來(lái)討論其高頻特性（輸入、輸出關(guān)系）描述四端網(wǎng)絡(luò)的高頻參數(shù)（方程組）有Y參數(shù)——短路導(dǎo)納參數(shù)Z參數(shù)——開路阻抗參數(shù)h參數(shù)——混合參數(shù)S參數(shù)——散射參數(shù)等Y參數(shù)的表達(dá)形式與晶體管的I-V方程一致，可直接由I-V方程得到，且物理意義明顯h參數(shù)更符合晶體管的實(shí)際特點(diǎn)，易于實(shí)際測(cè)量21第二十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日晶體管高頻參數(shù)是高頻特性方程組中的一組參數(shù)一方面，將晶體管的結(jié)構(gòu)參數(shù)與四端網(wǎng)絡(luò)的特性參數(shù)相聯(lián)系另一方面，通過(guò)等效電路反映晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外電路的關(guān)系，使晶體管的CAD及計(jì)算機(jī)模擬得以實(shí)現(xiàn)§3.3晶體管的高頻參數(shù)及等效電路22第二十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、晶體管高頻Y參數(shù)及其等效電路由交流I-V方程可以直接得到最基本的Y參數(shù)，稱為本征參數(shù)加上（必要的）非本征參數(shù)構(gòu)成較完整的高頻等效電路Ie、Ic的幅值：23第二十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日按四端網(wǎng)絡(luò)定義方向整理后：24第二十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日由連續(xù)性方程所得，稱本征Y參數(shù)，且沒(méi)有頻率限制25第二十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日1、共基極本征輸入導(dǎo)納Ycei輸出端交流短路時(shí)，輸入端交流電流幅值隨輸入電壓的變化設(shè)=1，即忽略IpE認(rèn)為Wb/Lnb為一階無(wú)窮小，展開雙曲函數(shù)，略去高次項(xiàng)，還原Cn26第二十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日27第二十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日2、共基極本征輸出導(dǎo)納Ycci輸入端交流短路時(shí)，輸出端交流電流幅值隨輸出電壓的變化28第二十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日3、共基極本征正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Ycei輸出端交流短路時(shí)，輸入端交流電壓對(duì)輸出端交流電流的影響說(shuō)明：正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納可看作將輸入導(dǎo)納轉(zhuǎn)移到（被放大了的）輸出端的等效導(dǎo)納，或者說(shuō)，是輸出端輸出的，被放大了的輸入導(dǎo)納

即：由輸入電壓ue→輸入電流Ie→輸出電流Ic29第二十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日4、共基極本征反向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納Yeci輸入端交流短路時(shí)，輸出端交流電壓對(duì)輸入端電流的影響30第三十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)量綱，稱為電壓反饋系數(shù)當(dāng)保持發(fā)射極交流開路時(shí)，即Ie=0，IE不變，集電極電壓變化對(duì)發(fā)射極電壓的影響也稱反向電壓放大系數(shù)發(fā)射極交流開路，意味著發(fā)射極電流維持直流偏置電流不變（恒流），當(dāng)Vc→△Vc時(shí)，Wb產(chǎn)生△Wb的變化，引起基區(qū)少子分布變化，為了使IE不變(Ie=0)，應(yīng)有△VE使nE變化△nEn(x)nEnb(x)xn(x)31第三十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日32第三十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日33第三十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、晶體管高頻h參數(shù)及其等效電路34第三十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、晶體管高頻h參數(shù)及其等效電路1、共基極h參數(shù)及其等效電路輸入端電壓為兩部分電壓串聯(lián)輸入電流在輸入阻抗上的壓降輸出電壓對(duì)輸入回路的反作用（電壓源）輸出電流為兩部分電流并聯(lián)被放大的輸入電流（電流源）輸出電壓在輸出阻抗上產(chǎn)生的電流~+-+-iehrbucichibhfbIchobbec35第三十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日h參數(shù)與Y參數(shù)只是從不同角度反映晶體管內(nèi)部電流、電壓關(guān)系，因而其間可以互相轉(zhuǎn)換低頻時(shí)可忽略電容效應(yīng)高頻時(shí)可忽略基區(qū)寬變效應(yīng)36第三十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日低頻時(shí)可忽略電容效應(yīng)高頻時(shí)可忽略基區(qū)寬變效應(yīng)37第三十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日

h11和h12的意義

h21和h22的意義2、共發(fā)射極h參數(shù)及其等效電路h參數(shù)都是小信號(hào)參數(shù)，即微變參數(shù)或交流參數(shù)。h參數(shù)與工作點(diǎn)有關(guān)，在放大區(qū)基本不變。h參數(shù)都是微變參數(shù)，所以只適合對(duì)交流小信號(hào)的分析38第三十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日39第三十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日40第四十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日目的：高頻下晶體管電流放大系數(shù)隨工作頻率變化的物理實(shí)質(zhì)（關(guān)系）方法：利用晶體管的等效電路，逐步分析載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程（中間參數(shù)）實(shí)質(zhì)：RC回路對(duì)高頻信號(hào)產(chǎn)生延遲和相移（電容的分流作用）§3.4高頻下晶體管中載流子的輸運(yùn)過(guò)程發(fā)射結(jié)發(fā)射基區(qū)輸運(yùn)集電結(jié)收集集電極輸出41第四十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、發(fā)射效率及發(fā)射結(jié)延遲時(shí)間對(duì)CTe進(jìn)行充、放電的電流對(duì)輸出沒(méi)有貢獻(xiàn)，導(dǎo)致γ降低42第四十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日因re、CTe并聯(lián)，具有等電壓關(guān)系發(fā)射極截止角頻率發(fā)射結(jié)延遲時(shí)間CTe的作用：1、對(duì)Ie的分流作用使發(fā)射效率幅值隨頻率升高而下降2、RC延遲作用使注入電流滯后于輸入電流一個(gè)相位角43第四十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)及基區(qū)渡越時(shí)間基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)隨信號(hào)頻率升高而減?。簩?shí)質(zhì)是高頻信號(hào)首先對(duì)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電（基區(qū)積累電荷的數(shù)量改變），這一電流僅形成基極電流，對(duì)輸出電流沒(méi)有貢獻(xiàn)，導(dǎo)致輸運(yùn)系數(shù)降低及信號(hào)延遲44第四十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)及基區(qū)渡越時(shí)間注意：以集電極交流短路為條件，即uc=045第四十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日進(jìn)行整理、簡(jiǎn)化，得對(duì)均勻基區(qū)m＝0.22對(duì)基區(qū)雜質(zhì)按指數(shù)分布的緩變基區(qū)晶體管46第四十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)于均勻基區(qū)，如果(3-67)展開雙曲函數(shù)后取一級(jí)近似，則有比較上兩式，有因re和CDe并聯(lián)等電壓，則有47第四十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)于均勻基區(qū)渡越時(shí)間有以下三個(gè)表達(dá)式：

m的實(shí)質(zhì)是基區(qū)少子建立準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分布的弛豫時(shí)間與對(duì)擴(kuò)散電容充放電延遲時(shí)間之比

由于不同的近似或省略造成系數(shù)上的差別，其本質(zhì)都是發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電（改變基區(qū)積累的電荷數(shù)）引起基區(qū)渡越延遲時(shí)間，即基區(qū)渡越時(shí)間。認(rèn)為Wb/Lnb為一階無(wú)窮小48第四十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)射結(jié)上電壓的交變同時(shí)引起CDe和CTe的充放電，這兩部分電容的充放電電流最后均轉(zhuǎn)變成基極電流，使總發(fā)射極電流隨頻率升高而增大，發(fā)射效率下降。在等效電路上CTe和CDe是并聯(lián)的，但實(shí)質(zhì)上CTe反映的電荷變化發(fā)生在eb結(jié)勢(shì)壘區(qū)，而CDe反映的電荷變化發(fā)生在基區(qū)中。發(fā)射結(jié)等效電路49第四十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日三、集電結(jié)勢(shì)壘輸運(yùn)系數(shù)及渡越時(shí)間通過(guò)基區(qū)輸運(yùn)到集電結(jié)勢(shì)壘邊界的載流子，在反偏集電結(jié)空間電荷區(qū)強(qiáng)電場(chǎng)作用下漂移通過(guò)空間電荷區(qū)，同時(shí)產(chǎn)生幅值的下降和相移，其實(shí)質(zhì)是交流信號(hào)作用下，集電結(jié)空間電荷區(qū)邊界平移，載流子對(duì)空間電荷區(qū)充放電而引起的正半周負(fù)半周集電結(jié)空間電荷區(qū)沒(méi)有交流信號(hào)50第五十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)半周集電結(jié)空間電荷區(qū)沒(méi)有交流信號(hào)正半周電子穿過(guò)集電結(jié)空間電荷區(qū)引起其中電荷分布的變化直流時(shí)，這種變化是穩(wěn)定的，小注入下可以忽略（耗盡層近似）交流時(shí)，這種變化是交變的在信號(hào)正半周，流入電子（負(fù)電荷）密度增大，負(fù)電荷區(qū)電荷密度增大，正電荷區(qū)電荷密度減小；一定的結(jié)電壓下，前者變窄，后者變寬在信號(hào)負(fù)半周，流入電子（負(fù)電荷）密度減小，負(fù)電荷區(qū)電荷密度減小，正電荷區(qū)電荷密度增大；一定的結(jié)電壓下，前者變寬，后者變窄正負(fù)電荷區(qū)寬度的變化由載流子的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)，相當(dāng)于電容的充、放電，電子由穿過(guò)集電區(qū)的電子流分流，空穴由基極電流提供51第五十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日關(guān)于集電結(jié)勢(shì)壘渡越時(shí)間（空間電荷區(qū)延遲時(shí)間）有平行板電容器模型——《晶體管原理》張屏英周佑謨單邊突變結(jié)模型——《微電子技術(shù)基礎(chǔ)》曹培棟——參考(P166)Qd=Q/2模型——《雙極型和場(chǎng)效應(yīng)晶體管》——自學(xué)52第五十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日附加電場(chǎng)的電力線終止在極板上，使極板上感應(yīng)出相應(yīng)的電荷極板a上感應(yīng)正電荷，對(duì)應(yīng)基極電流提供的空穴極板b上感應(yīng)正電荷，對(duì)應(yīng)集電區(qū)側(cè)空間電荷區(qū)展寬，電子流出，形成傳導(dǎo)電流因此，運(yùn)動(dòng)電荷尚未到達(dá)b極板，極板上已因感應(yīng)而產(chǎn)生傳導(dǎo)電流集電結(jié)空間電荷區(qū)是載流子耗盡的高阻區(qū)，相當(dāng)于平行板電容器空間電荷區(qū)邊界相當(dāng)于電容器的極板空間電荷區(qū)寬度相當(dāng)于電容器極板間距離集電結(jié)電壓相當(dāng)于板間所加電壓輸出端交流短路時(shí)，板間電壓為集電結(jié)反向偏置電壓若有一面密度為Qs的電荷層在板間電場(chǎng)作用下，以速度v由a向b運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生徙動(dòng)電流Qv電荷層前后產(chǎn)生附加電場(chǎng)Ea、Eb?????EaEbQsab基區(qū)集電區(qū)速度v0xx1xmcVCB53第五十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日?????EaEbQsab基區(qū)集電區(qū)速度v0xx1xmcVCB54第五十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日以上討論的是一個(gè)電荷薄層在集電結(jié)空間電荷區(qū)運(yùn)動(dòng)的情況55第五十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日56第五十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日57第五十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日集電結(jié)勢(shì)壘延遲時(shí)間等于載流子穿越空間電荷區(qū)所需延遲時(shí)間的一半集電極電流并不是渡越勢(shì)壘的載流子到達(dá)集電極“極板”才產(chǎn)生的，當(dāng)載流子還在穿越空間電荷區(qū)的過(guò)程中，就在集電極產(chǎn)生了感應(yīng)電流集電極電流是空間電荷區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的載流子在集電極所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的平均表現(xiàn)當(dāng)信號(hào)波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于勢(shì)壘區(qū)寬度時(shí)，所得結(jié)果才成立58第五十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日四、集電區(qū)倍增因子與集電極延遲時(shí)間集電極電流在集電極串聯(lián)電阻上的壓降形成電場(chǎng)，該電場(chǎng)促進(jìn)少子空穴流向集電結(jié)，使集電極電流增大。一般情況下可認(rèn)為集電區(qū)倍增因子等于1輸出端交流短路時(shí)，集電極串聯(lián)電阻rcs上的交流壓降引起集電結(jié)勢(shì)壘電容CTc兩端電壓交變，導(dǎo)致其充放電電流對(duì)輸出電流分流，使輸出電流減小定義集電極衰減因子集電極截止角頻率集電極延遲時(shí)間集電結(jié)勢(shì)壘輸運(yùn)和集電極延遲同時(shí)發(fā)生在集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)中，只是從物理概念上分別討論59第五十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日交變電流流過(guò)集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)引起其中電荷量的變化交變電流流過(guò)集電區(qū)在串聯(lián)電阻上產(chǎn)生壓降引起集電結(jié)勢(shì)壘電容上電壓交變兩者都通過(guò)集電結(jié)勢(shì)壘電容的充放電對(duì)輸出電流分流并產(chǎn)生延遲兩者同時(shí)發(fā)生在集電結(jié)中Vbc恒定（交流短路）rcs集電極Cinc’iciCTe60第六十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日

交變信號(hào)作用下晶體管各部分電容充放電使載流子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生延遲；充放電電流的分流作用使輸出電流幅值下降，電流放大系數(shù)下降發(fā)射結(jié)勢(shì)壘電容充放電引起發(fā)射效率下降和注入基區(qū)的電流延遲發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電使基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)下降和基區(qū)渡越延遲集電結(jié)勢(shì)壘電容因交變電流改變其中電荷量及串聯(lián)電阻上壓降改變其兩端電壓而分別產(chǎn)生集電結(jié)勢(shì)壘渡越延遲和集電極延遲61第六十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日62第六十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)射效率及發(fā)射結(jié)延遲時(shí)間基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)及基區(qū)渡越時(shí)間集電結(jié)勢(shì)壘輸運(yùn)系數(shù)及渡越時(shí)間集電區(qū)倍增(衰減)因子與集電極延遲時(shí)間63第六十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日§3.5晶體管電流放大系數(shù)與頻率的關(guān)系一、共基極運(yùn)用其中64第六十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日二、共發(fā)射極運(yùn)用（一）β隨頻率的變化α是c、b短路β是c、e短路65第六十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日代入、整理、化簡(jiǎn)比較上兩式有高頻端放大系數(shù)幅值與工作頻率成反比滿足6dB/倍頻程66第六十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日67第六十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日（二）討論共發(fā)射極截止頻率遠(yuǎn)低于共基極截止頻率，特征頻率略小于共基極截止頻率，隨頻率增高，β下降的速度比α的下降速度快(早)。2、ω>>ωβ時(shí)，基極電流的主要成分是充、放電電流，而在低頻情況下，基極電流主要是復(fù)合電流。共基寬帶共射選頻68第六十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日三、影響fT的因素和提高fT的途徑1、基區(qū)渡越時(shí)間2、發(fā)射結(jié)延遲時(shí)間3、集電結(jié)勢(shì)壘渡越時(shí)間和集電極延遲時(shí)間遠(yuǎn)小于前兩項(xiàng)提高fT的措施一般最大，是fT的主要限制因素Wb增大一倍，tb增大4倍提高基區(qū)雜質(zhì)濃度梯度，增大電場(chǎng)因子，自建電場(chǎng)的漂移作用將使tb減小；但表面濃度增大將減小Dnb，又使tb增大，故=2~5特征頻率fT是晶體管最重要的也是最實(shí)用的高頻參數(shù)之一，因?yàn)樗粌H僅是晶體管作電流放大用的最高頻率極限，也直接影響著晶體管高頻下的功率放大能力和開關(guān)特性。因而在設(shè)計(jì)與制造中總是設(shè)法提高其數(shù)值。69第六十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日減薄基區(qū)寬度，可采用淺結(jié)擴(kuò)散或離子注入技術(shù)。降低基區(qū)摻雜濃度Nb以提高Dnb；適當(dāng)提高基區(qū)雜質(zhì)濃度梯度以建立一定的基區(qū)自建電場(chǎng)。減小結(jié)面積Ae、Ac，以減小結(jié)電容。減小集電區(qū)電阻及厚度，采用外延結(jié)構(gòu)，以減小xmc及rcs，但集電區(qū)電阻率及外延層厚度的選擇要照顧到對(duì)擊穿電壓的影響。做好Al電極歐姆接觸。注意管殼的設(shè)計(jì)及選擇，以減小雜散電容。在結(jié)構(gòu)參數(shù)均相同時(shí)，npn管較pnp管有較高的fT(Dn＞Dp)。提高fT的措施70第七十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日§3.6晶體管的高頻功率增益一、最佳高頻功率增益KPm為了得到晶體管最大有用功率增益，輸入端和輸出端必須滿足共軛匹配條件。在滿足阻抗匹配時(shí)的最大功率增益稱為最佳功率增益。功率增益取決于電流放大系數(shù)，故與工作頻率有關(guān)。71第七十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日輸入、輸出端滿足共軛匹配條件時(shí)，可獲得最大功率增益輸入端為純電阻性匹配，輸出端輸出阻抗為容性。阻抗為：要求負(fù)載阻抗為：!72第七十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日上式說(shuō)明，KPm與fT成正比，與rb、Cc成反比，與f2成反比隨f上升，KPm下降，f增大一倍，KPm下降為1/4（-6dB）即-6dB/倍頻程73第七十三頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日可見(jiàn)fT并不能作為晶體管是否具有功率放大能力的判據(jù)二、高頻優(yōu)值和最高振蕩頻率當(dāng)KPm=1時(shí)，fM稱為晶體管的最高振蕩頻率——功率放大的最高頻率稱為晶體管的高頻優(yōu)值74第七十四頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日三、提高功率增益或最高振蕩頻率的途徑提高Kpm、fM、fM2三者是一致的，不外乎是提高fT，減小基區(qū)電阻rb、輸出電容Cc及發(fā)射極引線電感Le等1、淺結(jié)擴(kuò)散2、濃硼擴(kuò)散3、減少輸出電容Cc4、減少發(fā)射極引線電感Le淺結(jié)擴(kuò)散既可獲得薄的基區(qū)寬度，又可有效減小基區(qū)方塊阻75第七十五頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日76第七十六頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日§3.7工作條件對(duì)晶體管fT、Kpm的影響一、工作條件對(duì)fT的影響1.工作電壓Vce對(duì)fT的影響2.工作電流Ic對(duì)fT的影響1.工作電壓Vce對(duì)Kpm的影響2.工作電流Ic對(duì)Kpm的影響二、工作條件對(duì)Kpm的影響工作條件包括工作電壓和工作電流，通過(guò)結(jié)電容、結(jié)電導(dǎo)（阻）、勢(shì)壘寬度和基區(qū)寬度等參數(shù)影響頻率參數(shù)77第七十七頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日1.工作電壓Vce對(duì)fT的影響2.工作電流Ic對(duì)fT的影響fT↗fT↘隨Vce

↗,fT↗:Vce

↗→Vcb

↗→xmc↗→Wb↘→tb↘Vce

↗→Vcb

↗→CTc↘→tc↘Vce

↗→Vcb

↗→Ecb↗→v→vsl→td↘隨Vce

↗↗,fT↘

:v→vsl后，xmc↗→td↗

tb、tc變化不大fT↗fT↘隨Ic

↗,fT↗:Ic↗→Ie↗→re↘

→

te↘隨Ic↗↗,fT↘

:發(fā)生有效基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng)Wb↗→tb↗78第七十八頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日1.工作電壓Vce對(duì)Kpm的影響隨Vce

↗,Kpm↗:Vce

↗→Vcb

↗→xmc↗→Cc↘Vce

↗→Vcb

↗→xmc↗→Wb↘→rb↗↘隨Vce

↗↗,Kpm上升變緩:Vce

↗↗→xmc擴(kuò)展變緩→x1擴(kuò)展變緩→Wb↘變緩，Cc↘變緩79第七十九頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日1.工作電壓Vce對(duì)Kpm的影響2.工作電流Ic對(duì)Kpm的影響隨fT的變化隨Vce

↗,Kpm↗:Vce

↗→Vcb

↗→xmc↗→Cc↘Vce

↗→Vcb

↗→xmc↗→Wb↘→rb↗↘隨Vce

↗↗,Kpm上升變緩:Vce

↗↗→xmc擴(kuò)展變緩→x1擴(kuò)展變緩→Wb↘變緩，Cc↘變緩80第八十頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日§3.1晶體管交流電流放大系數(shù)與頻率參數(shù)§3.2晶體管的交流特性分析§3.3晶體管的高頻參數(shù)及等效電路§3.4高頻下晶體管中載流子的輸運(yùn)及中間參數(shù)§3.5晶體管電流放大系數(shù)的頻率關(guān)系§3.6晶體管的高頻功率增益§3.7工作條件對(duì)晶體管fT、KPm的影響本章小結(jié)81第八十一頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、交流短路電流放大系數(shù)二、晶體管的頻率參數(shù)截止頻率f：共基極電流放大系數(shù)減小到低頻值的所對(duì)應(yīng)的頻率值截止頻率f

：共發(fā)射極電流放大系數(shù)減小到低頻值的所對(duì)應(yīng)的頻率值特征頻率fT：共發(fā)射極交流短路電流放大系數(shù)為1時(shí)對(duì)應(yīng)的工作頻率最高振蕩頻率fM：功率增益為1時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率82第八十二頁(yè)，共九十一頁(yè)，2022年，8月28日一、均勻基區(qū)晶體管（以npn管為例）交流信號(hào)