【摘 要】
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宽温区大电流下的热不稳定性严重制约着功率SiGe异质结双极晶体管(HBT)在射频和微波电路中的应用.为改善器件的热不稳定性,本文利用SILVACO TCAD建立的多指功率SiGe HBT模型,
【机 构】
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北京工业大学电子信息与控制工程学院,
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宽温区大电流下的热不稳定性严重制约着功率SiGe异质结双极晶体管(HBT)在射频和微波电路中的应用.为改善器件的热不稳定性,本文利用SILVACO TCAD建立的多指功率SiGe HBT模型,分析了器件纵向结构中基区Ge组分分布对微波功率SiGe HBT电学特性和热学特性的影响.研究表明,对于基区Ge组分为阶梯分布的HBT,由于Ge组分缓变引入了少子加速电场,使它与均匀基区Ge组分HBT相比,具有更高的特征频率fT,且电流增益β和fT随温度变化变弱,这有利于防止器件在宽温区工作时电学特性的漂移.同时,器件整体温度有所降低,但器件各指温度分布均匀性较差.考虑多指HBT各发射极指散热能力存在差异,在器件纵向结构设计为基区Ge组分阶梯分布的同时,对其横向版图进行发射极指间距渐变结构设计,用于改善器件各指温度分布的均匀性,进而提高HBT的热稳定性.结果表明,与基区Ge组分为均匀分布的等发射极指间距结构HBT相比,新器件各指温度分布均匀性明显改善,fT保持了较高的值,且β和fT随温度变化不敏感,热不稳定性得到显著改善,显示了新器件在宽温区大电流下工作的优越性.
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