砷化鎵微波元件HBT的結構與工作原理

作者:Hightech   |   2018 / 12 / 13

文章來源:知識力   |   圖片來源:Koko


HBT 的構造

「異質雙極性接面電晶體(HBT:Heterojunction Bipolar Transistor)」簡稱「HBT」,依照不同的導電特性又可以分為 NPN-HBT、PNP-HBT 二種:

➤NPN-HBT:NPN-HBT 的構造如 <圖一(a)> 所示,在砷化鎵基板上分別製作 N 型砷化鎵、P 型砷化鎵、N 型砷化鋁鎵三個水溝,最後分別在上方蒸鍍金屬電極,左邊的金屬稱為「射極(Emitter)」,中間的金屬稱為「基極(Base)」,右邊的金屬稱為「集極(Collector)」。HBT 構造與 BJT 相同,只是將左邊射極(Emitter)的材料換成 N 型「砷化鋁鎵」。

➤PNP- HBT:PNP-HBT 的構造如 <圖一(b)> 所示,與 NPN-HBT 相同,但是 N 型與 P 型區域相反,因此導電特性相反。

圖一 HBT 的構造

HBT 放大器(HBT amplifier)

HBT 放大器的工作原理如 <圖二> 所示,將「較小的電壓或電流(小訊號)」輸入基極(Base),由於 HBT 的元件特性會使訊號放大,轉變成「較大的電壓或電流(大訊號)」由集極(Collector)輸出,這就是「類比積體電路」工作的基本原理。其實 BJT 同樣可以應用在「數位積體電路」,但是當 HBT 應用在數位積體電路時並不稱為「開關」,而是將數個 HBT 連接在一起形成「HBT 邏輯電路」,最常見的包括 DTL 電路、TTL 電路、ECL 電路等,但是由於耗電量較大,目前大部分已經被 CMOS 製作的積體電路(IC)取代了。

圖二 HBT 放大器的工作原理

【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀,與產業現狀可能會有差異,若您是這個領域的專家想要提供意見,請自行聯絡作者;若有產業與技術問題請參與社群討論。

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