Транзистори НВЧ
Ці транзистори є видозміненими звичайними транзисторами. Розглянемо характеристики та фізику роботи звичайного транзистора.
- транзистор перестає працювати. - характеристична частота, зараз досягли 110 ГГц і навіть 250 ГГц. Серійно випуск до 40 ГГц.
Визначимо швидкодію: , для біполярних - час на подолання шляху між емітером та колектором, для полярних – між витоком і стоком. “ ” виникає у формулах тому, що в формулах використовується , тому , .
Напругу збільшити ми не можемо, щоб не пробити. Параметри, які можна змінити для зменшення :
1.Зменшуємо розмір бази, зменшити область між витоком і стоком. Серійно випускають транзистори з .
2.Використовують матеріали з високою рухливістю, щоб збільшити швидкість. Використовують - транзистори. Іноді використовують транзистори з гетеропереходами, де теж досягається дуже висока рухливість (НЕМТ – транзистори).
Розглянемо конкретні схеми:
1.Польовий транзистор. Чим більше “-“ на затворі, тим менша провідність транзистора завдяки області “+” – заряду на підкладці.
Важливо, щоб транзистор був геометрично включений прямо в лінію. В мікроелектроніці немає можливості створити транзистори, що будуть “стирчати” зовні.
Існує й інший, більш високочастотний варіант підключення:
2.Польові транзистори на гетеропереходах. Оскільки різниця між рівнями не змінюється, бо це атомні рівні, то маємо розриви на переході: електрони накопичуються в ямі А.
Оскільки справа є домішки, а зліва, де накопичились електрони, домішок, на яких може осісти електрон, немає, то електрони більш вільно рухаються, тобто їх рухливість зростає.
Структура:
3.Біполярні транзистори. На НВЧ ці транзистори гірше. База – дуже мала за розмірами. Це необхідно для збільшення частоти, але при цьому виникають зворотні струми.
Не тільки електрони йдуть у базу , але й дірки йдуть у емітер . Це створює шуми. Максимальний коефіцієнт підсилення . Звідси видно, що для кращого необхідно мінімальний потік дірок в емітер. При малих шарах коефіцієнт підсилення менший. Проблеми розв’язують за допомогою гетеропереходу (див. Мал. нижче): в такому випадку завада для дірок більша, ніж для електронів.