摘要：With the aid of a thermal-electrical model, a practical method for designing multi-finger power heterojunction bipolar transistors with finger lengths divided in groups is proposed. The method can effectively enhance the thermal stability of the devices without sacrificing the design time. Taking a 40-finger heterojunction bipolar transistor for example, the device with non-uniform emitter finger lengths is optimized and fabricated. Both the theoretical and the experimental results show that, for the optimum device, the peak temperature is lowered by 26.19 K and the maximum temperature difference is reduced by 56.67% when compared with the conventional heterojunction bipolar transistor with uniform emitter finger length. Furthermore, the ability to improve the uniformity of the temperature profile and to expand the thermal stable operation range is strengthened as the power level increases, which is ascribed to the improvement of the thermal resistance in the optimum device. A detailed design procedure is also summarized to provide a general guide for designing power heterojunction bipolar transistors with non-uniform finger lengths.

摘要：基于Jazz 0.35μm SiGe工艺设计一款满足UWB和IEEE802.11a标准的低噪声放大器.采用并联电感峰化技术与Cascode结构来展宽带宽;完成了芯片版图的设计,芯片面积为1.16 mm×0.78 mm;在带宽为3～6 GHz范围内,最大增益为26.9 dB,增益平坦度为±0.9 dB.放大器的输入输出匹配良好,其回波损耗S11和S22均小于-10dB,输入与输出驻波比小于1.5,1 dB压缩点为-22.9 dBm.在整个频段内,放大器无条件稳定.

摘要：基于Jazz 0.35μm SiGe工艺,设计了一种满足2G、3G和WIMAX标准的有源匹配SiGe HBT低噪声放大器.利用共基极晶体管输入阻抗小和共集电极晶体管输出阻抗较小的特点,通过选取晶体管的结构和偏置电流,实现了输入、输出有源阻抗匹配.由于未采用占芯片面积大的电感,减少了芯片面积,芯片面积(含焊盘)仅为0.33mm×0.31 mm;由于共基极晶体管的噪声系数比共射极晶体管的噪声系数高,采用噪声抵消结构减少了其引入噪声.低噪声放大器在(0.6～3)GHz工作频带内,增益为17.8～19.2 dB,增益平坦度为±0.7 dB;有源输入、输出匹配良好;在整个频段内,无条件稳定.

摘要：The thermal resistance matrix including self-heating thermal resistance and thermal coupling resistance is presented to describe the thermal effects of multi-finger power heterojunction bipolar transistors. The dependence of thermal resistance matrix on finger spacing is also investigated. It is shown that both self-heating thermal resistance and thermal coupling resistance are lowered by increasing the finger spacing, in which the downward dissipated heat path is widened and the heat flow from adjacent fingers is effectively suppressed. The decrease of self-heating thermal resistance and thermal coupling resistance is helpful for improving the thermal stability of power devices. Furthermore, with the aid of the thermal resistance matrix a 10-finger power heterojunction bipolar transistor （HBT） with non-uniform finger spacing is designed for high thermal stability. The optimized structure can effectively lower the peak temperature while maintaining a uniformity of the temperature profile at various biases and thus the device effectively may operate at a higher power level.

摘要：设计了一款具有电阻反馈的新型超宽带（UWB）SiGe HBT低噪声放大器（LNA）。因为摒弃了使用占片面积大的电感，所以极大节省了放大器的芯片面积和制作成本。在新型放大器的反馈支路中，使用了复合分布式电阻和隔直流电容，代替了传统的单一电阻。用这种方式设计的LNA，仅通过调整与电容串联的电阻就可以极大地改善放大器的端口匹配，同时不牺牲偏置。最终设计出的LNA版图面积仅为0．144mm^2。仿真实验显示，在3．1—10GHz超宽频带内，新型UWB LNA实现了低于4．5dB的噪声系数、高达20dB的增益（增益平坦度仅为1．032dB），小于1．637的输出端驻波比，大于2．3的稳定因子。此研究成果对设计开发低成本、高性能的单片UWB LNA具有重要指导意义。

摘要：详细地分析了Cascode结构的线性度和3dB带宽，利用Cascode结构的高线性度和Darlington结构的高增益的优点构成了Darlington—Cascode结构，在此基础上，基于台积电TSMC0．35μm SiGe工艺，设计了一款芯片面积小的满足超宽带（UWB）标准的无电感SiGe异质结双晶体管（HBT）低噪声放大器（LNA）。该放大器利用电阻反馈结构替代了电感-电容（LC）匹配网络结构，实现了输入、输出阻抗匹配，未采用无源电感，节省了芯片面积，芯片面积仅为0．046mm2，并将Darlington—Cascode结构作为LNA的输出级，既提高了增益，又提高了线性度。LNA版图仿真结果表明，在UWB频带范围内，LNA的增益为19．5～20dB，增益平坦度为4-0．25dB；输入、输出匹配良好；线性度为-5- -2dBm；在整个频段内，无条件稳定。

摘要：众所周知,基区"能带工程"可以改善Si1-xGex基区异质结双极晶体管(HBT)的直流、频率和噪声等特性,但"能带工程"对HBT热学特性的影响的研究还很少。本文基于三维热电反馈模型,分析了"能带工程"对射频功率SiGeHBT热性能的影响。考虑到电流增益随温度的变化以及发射结电压负温度系数,给出了器件热稳定所需最小镇流电阻(REmin)的表达式,在此基础上给出了非均匀镇流电阻的设计,进一步提高了SiGe HBT的热稳定性。研究发现,随基区Ge组分的增加,芯片表面温度降低,这是SiGeHBT内部产生了热电负反馈效应的结果。在相同的耗散功率下,随着基区Ge组分的增加,器件热稳定所需的镇流电阻减小。这些结果对器件的热学设计具有重要的参考意义,也有利于改善器件的饱和压降、功率增益、频率特性等整体性能。

摘要：研究有源器件SiGe HBT的几何参数对单片低噪声放大器(LNA)噪声性能的影响.基于0.35μm SiGeBiCMOS工艺,研制了4款采用不同几何参数的SiGe HBT LNA.实验结果显示,在给定的偏置条件下,当发射极宽长比较小时,小范围改变发射极宽度对噪声系数(NF)改善微弱,但适当增长发射极条长和增加发射极条数明显降低了NF,且不牺牲增益.另外,与采用其他几何尺寸的SiGe HBT LNAs相比,选用器件发射极面积为AE=4μm×40μm×4的LNA性能最优,在0.2～1.2 GHz内获得低至2.7 dB的噪声系数,高达26.7 dB的相关增益和最接近于50Ω的最佳噪声源阻抗.由于没有使用占片面积大的电感,放大器芯片面积仅为0.2 mm2.

摘要：众所周知,双极型晶体管的设计主要是基区的设计.一般而言,基区的杂质分布是非均匀的.本文首先研究了非均匀的杂质高斯分布对器件温度分布、增益和截止频率的温度特性的影响,发现增益和截止频率具有正温度系数,体内温度较高.随后研究了基区Ge组分分布对这些器件参数的影响.均匀Ge组分分布和梯形Ge组分分布的SiGe异质结双极型晶体管增益和截止频率具有负温度系数,具有较好的体内温度分布.进一步的研究表明,具有梯形Ge组分分布的SiGe异质结双极型晶体管,由于Ge组分缓变引入了少子加速电场,不但使它的增益和截止频率具有较高的值,而且保持了较弱的温度敏感性,在增益、特征频率大小及其温度敏感性、体内温度分布达到了很好的折中.

摘要：基于器件仿真器Atlas,建立了InP/InGaAsP单向载流子传输的双异质结光敏晶体管(UTC-DHPT)的二维模型,分析讨论了器件性能与外延结构参数的关系.设计出同时具有高响应度(17.93 A/W)和高特征频率(121.68GHz)的UTC-DHPT,缓解了传统的异质结光敏晶体管光电探测器中探测效率和工作速度的矛盾.