Особенности конструкции биполярного СВЧ транзистора

Типичный профиль распределения примеси для мощного СВЧ транзистора приведен на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Распределение примеси в структуре мощного СВЧ транзистора

Показаны пролетные длины базовой и коллекторной областей, влияющие на частотные свойства транзистора.

Параметр f_T определяет также коэффициент усиления мощности [7]:

.

(8.5)

где r_б – сопротивление базы транзистора.

Частоту f_max , на которой значение K_p падает до 1, называют максимальной частотой генерации:

.

(8.6)

Для ее увеличения помимо рассмотренных выше мер, влияющих на частоту отсечки, следует снижать сопротивление базы.

Разрез фрагмента (ячейки) структуры приведен на рис. 8.1.

Рис. 8.2. Разрез фрагмента структуры биполярного СВЧ транзистора

Условно показано, в каких участках сосредоточены элементы эквивалентной схемы, относящиеся к емкости коллектора и сопротивлению базы. Для снижения последнего параметра следует уменьшать размеры b₁ и b₂ . Дополнительным соображением по снижению размера b₁ является стремление ослабить влияние эффекта оттеснения тока на края эмиттера из-за падения напряжения в направлении центра полоски, вызванного протеканием базового тока. С учетом этих соображений эмиттерная область мощного СВЧ транзистора выполняется в виде серии узких полосок, соединенных между собой. Суммарная площадь эмиттерных участков выбирается для обеспечения требуемого максимального тока.

Один из вариантов топологической схемы транзистора (гребенчатая или встречно-штыревая конструкция) и разрез структуры показаны на рис. 8.3.

Рис. 8.3. Гребенчатая структура мощного транзистора

Полоски эмиттера в направлении протекания тока базы имеют минимальный размер. Вывод коллектора размещен на нижней стороне подложки.

Второй вариант топологической схемы (многоэмиттерная конструкция) изображен на рис. 8.4. Для него удается получить более высокое отношение периметра эмиттера к площади, что определяет лучшее подавление эффекта оттеснения эмиттерного тока на края эмиттера.

Рис. 8.4. Многоэмиттерная структура мощного транзистора

В данной конструкции предъявляются более жесткие требования к качеству диэлектрического слоя, изолирующего полоску эмиттерного вывода от p⁺-областей пассивной базы. Для транзисторов высокой мощности общее число элементов эмиттера может достигать многих сотен.