異質結雙極型電晶體

異質結雙極型電晶體是指發射區、基區和收集區由禁頻寬度不同的材料製成的電晶體。於1951年W.B.肖克萊提出這種電晶體的概念。

異質結雙極型電晶體

正文

發射區、基區和收集區由禁頻寬度不同的材料製成的電晶體。W.B.肖克萊於1951年提出這種電晶體的概念。70年代中期，在解決了砷化鎵的外延生長問題之後，這種電晶體才得到較快的發展。最初稱為“寬發射區”電晶體。其主要特點是發射區材料的禁頻寬度EgB大於基區材料的禁頻寬度EgE（圖1）。圖中 N代表能頻寬的區域。從發射區向基區注入的電子流 Ip和反向注入的空穴流Ip所克服的位壘高度是不同的,二者之差為墹Eg＝EgE-EgB,因而空穴的注入受到極大抑制。發射極效率主要由禁頻寬度差墹Eg決定，幾乎不受摻雜比的限制。這就大大地增加了電晶體設計的靈活性。

異質結雙極型電晶體

圖2為典型的NPN台面型GaAlAs/GaAs異質結電晶體的結構和雜質剖面圖。這種“反常”的雜質剖面能大幅度地減小發射結電容（低發射區濃度）和基區電阻（高基區濃度）。最上方的N+－GaAs頂層用來減小接觸電阻。這種電晶體的主要電參數水平已達到：電流增益hfe1000,擊穿電壓BV120伏，特徵頻率fT15吉赫。它的另一些優點是開關速度快、工作溫度範圍寬(-269～+350)。

異質結雙極型電晶體

除了NPN型GaAs寬發射區管外，還有雙異質結NPN型GaAs管、以金屬做收集區的NPM型GaAs和PNP型GaAs管等。另一類重要的異質結電晶體是 NPN型InGaAsP／InP管。InGaAsP具有比GaAs更高的電子遷移率,並且在光纖通信中有重要套用。異質結電晶體適於作微波電晶體、高速開關管和光電電晶體。已試製出相應的高速數字電路(I2L)和單片光電積體電路。

配圖

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