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晶體管之BJT、FET、CMOS、HBT、HEM分析-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2020-03-27 

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晶體管之BJT、FET、CMOS、HBT、HEM分析

咱們常用的有場效應(yīng)晶體管FET,F(xiàn)ield Effect Transistor,是一種單極型晶體管。利用的一個PN結(jié)完成功能。


另一種常用的晶體管是雙極型晶體管,Bipolar Junction Transistor,利用兩個PN結(jié)完成功能。


BJT,FET,CMOS,HBT,HEMT


單極型的晶體管,優(yōu)點是尺寸小、輸入阻抗大,功耗低(CMOS是兩個單極型晶體管的組合,功耗很低),非常適合DSP、MCU等數(shù)字信號處理芯片。


雙極型晶體管,優(yōu)點是頻率高,驅(qū)動能力大,噪聲低。非常適合激光驅(qū)動,放大器等模擬芯片。


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在同一片晶圓內(nèi),一部分做CMOS結(jié)構(gòu),另一部分做FJT的結(jié)構(gòu),那就是咱們俗稱的BiCMOS工藝。


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單極型的器件,也可以繼續(xù)提升自己的性能,比如把同質(zhì)結(jié)改為異質(zhì)結(jié),可以大大的提高電子遷移率,那就是常說的HEMT。異質(zhì)結(jié)的材料,以用GaAs為多。


異質(zhì)結(jié)比同志結(jié),有更好的電子遷移率,也就是能有更高頻率和更低噪聲。


同樣,雙極型器件,也可以繼續(xù)提升自己的性能,同樣抱有大的驅(qū)動能力,同時通過使用異質(zhì)結(jié)的方式來提高頻率和降低噪聲。


另外,單極型的FET,結(jié)構(gòu)如下圖所示,電子移動的方向是平行于wafer表面的,也叫做平面器件。


雙極型的BJT,下圖右,電子移動的方向是垂直于wafer表面的,也叫做體結(jié)構(gòu),或者叫垂直器件。


器件的結(jié)構(gòu)與總的尺寸相關(guān),也就是與成本有關(guān)。


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咱常聽到的,芯片廠說,我們用GeSi工藝,所以貴。這里頭,一方面用了雙極型結(jié)構(gòu)設(shè)計,有更好的模擬特性,本身貴一些。另一方面,是用了GeSi,和Si形成異質(zhì)結(jié),進(jìn)一步提高模擬性能(更高頻、更低噪),成本也進(jìn)一步提高。


而用GaAs的貴,是因為GaAs的片子很小,做一次出不來幾顆芯片。GaAs的wafer尺寸和Si基的wafer尺寸(FET、BJT都可以用si做),相當(dāng)于南方喝早茶的碟子,對比北方的大鍋蓋。良率不同,導(dǎo)致GaAs的成本超高。


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