微波功率晶体管的设计实例2003VIP免费

1微波功率晶体管设计这里设计的微波功率晶体管将用于甲类放大, 其设计指标如下 : 工作频率 f=2GHz 功率增益 Kp=10Db 效率 n=40%输出功率0P =1W 电源电压ccV =20v 1.1 一般考虑 : 在发射极甲类运用时，根据图，晶 体管的集电极与发射极之间应当能承受的电压峰值为2ccV ，故240CEOccBVVV 。2根据式0max2CccPIV，最大集电极工作电流为maxCI=0.2A。根据式OCMPP，最大耗散功率为CMP=2.5W。选取最高结温jMT=150℃；环境温度aT=25℃；根据式()jMaCMTTTPR，热阻TR =50℃/W。当考虑到各寄生参数和发射极整流电阻RE 对功率增益的影响后，高频优值2pK f可表示为2'8()TpobbbETefKfCrRf L当工作频率 f=2GHz 时，要获得功率增益Kp=10dB，则特征频率f T应该选的稍高一些。如果选取f T=3.6GHz，则要求12'()3.6 10obbbETeCrRf Ls这对 Cob、r bb’、RE和 Le 的要求是很高的。为此可考虑采取以下措施。（1） 采用砷硼双离子注入工艺，以获得较小的基极电阻r bb’和较小的宽度WB。（2） 采用 1um精度的光刻工艺，以获得较小的发射区宽度se，从而降低 r bb’和各势垒电容。（3） 基区硼离子注入剂量不宜过低，以降低r bb’，并保证基区不致在工作电压下发生穿通。（4） 采用多子器件结构，将整个器件分为四个子器件，每个子器件的输出功率为 0.25W，最大集电极工作电流为0.05A，热阻为 200℃/W。这种考虑有利于整个芯片内各点的结温均匀化，从而可降低对整流电阻RE的要求，因此可以选取最小的RE以提高 Kp。（5） 对部分无源基区进行重掺杂而形成浓硼区，这样可减小r bb’，同时还可因为浓硼区的结深较深而提高集电结击穿电压。（6） 由于输出功率并不是太大，流经发射区金属电极条的电流也不大，考虑到梳状结构发射区的有效利用面积较覆盖结构的大，故在设计方案中采用梳状结构，这样可以因结面积的减小而使各势垒电容变小。（7） 采用 H1型带状管壳。1.2 纵向结构参数的选取1．集电区外延材料电阻率的选取3根据式21CBOCEOCCsBVBVV，得 BVCEO=40V，取=40，则 BVCBO=100V。近 似 认 为 集 电 结 为 单 边 突 变 结 ， 根 据 式3313245.2 10CBOGCBVE N， 在 要 求BVCBO=100V时，求得 Nc=5 1015cm，相当于C=1cm 。2. 基区宽度 WB 的选取在选定特征频率f T=3.6GHz 后，就要求d =44 10-12s。在微波范围内，这个频率不算太高，这时各时间常数中占最主要地位的是b 和d 。当 Vce=20V时，...