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晶体管之BJT、FET、CMOS、HBT、HEM分析-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2020-03-27 

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晶体管之BJT、FET、CMOS、HBT、HEM分析

咱们常用的有场效应晶体管FET,Field Effect Transistor,是一种单极型晶体管。利用的一个PN结完成功能。


另一种常用的晶体管是双极型晶体管,Bipolar Junction Transistor,利用两个PN结完成功能。


BJT,FET,CMOS,HBT,HEMT


单极型的晶体管,优点是尺寸小、输入阻抗大,功耗低(CMOS是两个单极型晶体管的组合,功耗很低),非常适合DSP、MCU等数字信号处理芯片。


双极型晶体管,优点是频率高,驱动能力大,噪声低。非常适合激光驱动,放大器等模拟芯片。


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在同一片晶圆内,一部分做CMOS结构,另一部分做FJT的结构,那就是咱们俗称的BiCMOS工艺。


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单极型的器件,也可以继续提升自己的性能,比如把同质结改为异质结,可以大大的提高电子迁移率,那就是常说的HEMT。异质结的材料,以用GaAs为多。


异质结比同志结,有更好的电子迁移率,也就是能有更高频率和更低噪声。


同样,双极型器件,也可以继续提升自己的性能,同样抱有大的驱动能力,同时通过使用异质结的方式来提高频率和降低噪声。


另外,单极型的FET,结构如下图所示,电子移动的方向是平行于wafer表面的,也叫做平面器件。


双极型的BJT,下图右,电子移动的方向是垂直于wafer表面的,也叫做体结构,或者叫垂直器件。


器件的结构与总的尺寸相关,也就是与成本有关。


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咱常听到的,芯片厂说,我们用GeSi工艺,所以贵。这里头,一方面用了双极型结构设计,有更好的模拟特性,本身贵一些。另一方面,是用了GeSi,和Si形成异质结,进一步提高模拟性能(更高频、更低噪),成本也进一步提高。


而用GaAs的贵,是因为GaAs的片子很小,做一次出不来几颗芯片。GaAs的wafer尺寸和Si基的wafer尺寸(FET、BJT都可以用si做),相当于南方喝早茶的碟子,对比北方的大锅盖。良率不同,导致GaAs的成本超高。


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