场效应晶体管的特点频次及进步ft的办法-KIA MOS管

特点频次界说

在给定的发命中用于辨认和丈量频次，比方载波频次可被指定为特点频次。

对元器件而言，特点频次是指其首要功效降落到不好利用时的一种停止频次。比方，对用作为缩小的有源器件——双极型晶体管和场效应晶体管而言，特点频次便是指其电流缩小系数降落到1时的频次，这是共发射极组态作为缩小利用的停止频次。

对用作为检波、开关等的无源二极管而言，其特点频次便是指其阻抗降落到很小、不能接收旌旗灯号功率时的频次，这时候的停止频次也便是其特点频次。

场效应晶体管（MOS管）

场效应管（JFET、MOSFET、HEMT）的特点频次ft是指共源、输入端短路、电流缩小系数为1（即输入电流=输入电流） 时的频次，也称为共源组态的增益-带宽乘积；它首要由栅极电容Cg来决议。

由简化的小旌旗灯号高频等效电路能够给出有ft = gm / 2πCg = 1 / 2π τ，即ft决议于栅极下载流子的渡越时候τ。

对长沟道（μ为常数） 的器件：τ = L /μEy ≈ L2 /μVds，则ft = μ Vds / 2πL ；对短沟道（漂移速率饱和为vs) 的器件：τ = L / vsL ，则ft = vs L / 2πL。

若再计入寄生电容CL，则停止频次为 ft = gm / [2π（Cg+CL)] = （1 / 2 π τ） [1 + (CL / Cg)]-1。

进步场效应晶体管ft的办法：增大跨导gm、减小栅电容Cg、减短沟长L、增大迁徙率μ或饱和漂移速率vs。

对HEMT（高电子迁徙率晶体管），因为HEMT的节制层厚度能够建造得比拟小，则Cgs 比拟小（即gm 比拟大），从而有较高的停止频次和较快的任务速率。

双极型晶体管

BJT的特点频次ft便是其共发射极组态的电流缩小系数巨细│β│降落到1时的频次，又称为晶体管的增益-带宽乘积。

若βo是低频时的电流缩小系数，fβ是所谓β停止频次，则在 f >>; fβ 时可有│β│f = βo fβ = ft。是以，只需在高于fβ的频次下测得│β│，就能够获得ft。

BJT的特点频次ft可用电子从发射极到集电极之间的有用渡越时候τec来表现为：

ft = （2 π τec)-1 ，式中τec =τE +τB +τD +τC，τE = (kT/q Ic) CjE 是发射结的充电时候，τB ≈τF 是电子渡越中性基区的时候，

τF是移走基区和发射区中存储电荷所须要的时候 (略大于τB），τC = (kT/qIc + rc)CjC是集电结的充电时候，τD = Xdc / vs是电子以饱和漂移速率vs渡越集电结耗尽层Xdc的时候；

对ft起决议感化的身分普通首要是τB ，其次是结电容（出格是集电结电容）。ft与晶体管的任务点有关，故在利用晶体管和测试ft时，都须要公道地挑选任务点。

进步BJT特点频次的办法是：

①在ft不很高时常常是τB起首要感化，则请求减小基区宽度 （接纳浅结工艺建造薄基区）、增大基区电场因子η（进步基区中在发射结一侧的搀杂浓度和进步发射区杂质散布的峻峭度以减小停滞场，但如果搀杂浓度太高反而会使分散电子系数减小，故η普通节制在3~6之间）；

②在ft较高时，基区宽度一定很小，τB较短，则必须斟酌τE、τD和τC 的影响，是以请求减小发射结的静态电阻 （选用较大的集电极电流） 和势垒电容（减小发射结面积）、减小集电结的势垒厚度 （可下降集电区电阻率，但要统筹击穿电压）、减小集电极的串连电阻rC （下降集电区的电阻率）和势垒电容Cjc （减小集电结面积）。

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