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電子發燒友網>電子資料下載>電子元器件應用>二極管和三極管的截止頻率及半導體器件物理綜合試題的解答

二極管和三極管的截止頻率及半導體器件物理綜合試題的解答

2019-09-23 | pdf | 0.47 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  二極管的截止頻率:

  對于 pn 結二極管和肖特基二極管,由于存在勢壘電容,所以隨著信號頻率的增高,其阻抗下降;當阻抗的大小降低到不能吸收或只能吸收很少的信號能量時,該二極管即達到了最高的工作頻率——截止頻率。作為確定截止頻率的標準,可以采用二極管串聯電阻所消耗的能量來比較,即當“二極管高頻阻抗的大小=串聯電阻”時,對應的頻率即為截止頻率 fT。 fT 的高低與勢壘電容 Cj 有關,還決定于二極管的高頻電阻 rd 和串聯電阻 rs 的相對大小:如果 rs 很小(rs 《《 rd),則 fT 最高,為 fT = 1/( 2πCj rs );相反,如果 rd 很小(rs 》》 rd),則 fT 最低,為 fT = 1/(2πCj rd)。

  三極管的截止頻率: 不管是 BJT 還是 FET,它們的截止頻率(特征頻率)fT 都是根據同樣的原理來確定的。與二極管一樣,由于存在電容效應(對于 BJT,除了勢壘電容以外,還有少數載流子渡越基區的影響——擴散電容效應),所以隨著信號頻率的增高,它們的輸入阻抗下降,使得輸出信號電流越來越小,當輸出信號電流降低到等于輸入信號電流(即電流增益 b=1)時,對應的信號頻率即為器件的截止頻率 fT。

  BJT 的 fT 主要決定于四個時間常數,即發射結電容的充放電時間、基區渡越時間、集電結勢壘區的渡越時間以及集電結電容的充放電時間。為了提高 fT,就需要降低這四個時間常數。一般的 BJT,決定 fT 的主要因素是少數載流子的基區渡越時間;對于高頻 BJT,其它的時間常數將起作用;對于高電壓 BJT,集電結勢壘區的渡越時間將起到較大的作用。

  FET 的 fT 與跨導成正比、與輸入電容成反比,當然與溝道長度有很大的關系(長溝道時,與溝道長度的平方成反比;短溝道時,與溝道長度成反比)。為了提高 fT,就需要增大跨導和降低輸入電容。采用電流飽和區(溝道夾斷態)來進行放大,跨導較大;采用差分對放大器,或者采用達林頓放大器,輸入電容可以減小差不多一半。這些措施都將有利于提高 fT。

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