345 (25)

- 345

Technologia i konstrukcja tranzystorów bipolarnych

szumów. Składnik III jest pomijalnie mały ze względu na małą wartość rezystancji r_c w tranzystorach epiplanarnych. W tranzystorach mikrofalowych o submikro-metrowej szerokości bazy (W_B ^ 0,2 pm) dominujące znaczenie mają sldadniki I i IV. Na przykład w tranzystorze o f_T = 6 GHz: r_eh x 10 ps, r_b « 2 ps, T_bc = = 12 ps.

Teoretycznie można sobie ■wyobrazić tranzystor o nieskończenie małych powierzchniach złączy i nieskończenie malej szerokości bazy. W takim tranzystorze f_T byłoby określone tylko składnikiem IV, przy czym zamiast l_{d b}__c należałoby wziąć szerokość warstwy ładunku przestrzel mego, rozciągającego się od emitera do kolektora. Wówczas

(5.227)

. ¹ v

fr ^x 'o~T~

JjTZ Ifi

przy czym v a 6 • 10⁴ m/s.

Wielkości l_d nie można uczynić dowolnie małą, ponieważ natężenie pola

E =

U_c

zwiększałoby się do nieskończoności. Nie jest to możliwe, gdyż istnieje pewne krytyczne natężenie pola, przy którym następuje przebicie półprzewodnika. Pole to wynosi:

dla krzemu dla germanu

E_kr < 2 • 10⁷ V/m E_kr < 10⁷ V/m

Dogodnym kryterium jakości tranzystorów mikrofalowych jest wartość iloczynu /_rI/_C£max. Przyjmując górne wartości v, E_kr, można obliczyć maksymalną wartość tego iloczynu (dla krzemu)

fr U_CE_max = — vE_kr = 200 V • GHz    (5.228)

Jeżeli przyjmiemy, że praktycznie najmniejszą, akceptowalną wartością napięcia przebicia jest U_CEmax = 5 V, to

f_T = 40 GHz

To zgrubne oszacowanie daje pogląd o teoretycznym ograniczeniu wartości f_T. W produkowanych współcześnie tranzystorach bardzo małej mocy uzyskuje się maksjmalne wartości:

fTU_CEmax * 100 V • GHz

f_T ss 15 GHz

Są to zatem wartości niewiele odbiegające od teoretycznie możliwych.

Ponieważ obok częstotliwości granicznej drugim bardzo istotnym parametrem jest współczynnik szumów, należy dodać, że rekordowe pod tym względem osiągnięcia to:

F = 1...2 dB    przy/-1 GHz

oraz

F = 4...5 dB

przy / = 6 GHz