Pasternack博客
射频晶体管类型、半导体和配置综述
射频、微波和毫米波应用数量的不断增长导致了当今使用的射频晶体管类型、半导体和配置数量的增长。随着无线通信、卫星通信、雷达、传感、测试和测量以及其他应用领域的竞争日益激烈，这些技术的未来发展也在持续。随着越来越多的设备使用射频/无线技术进行通信和感应，射频晶体管技术将会更加多样化。一些射频晶体管类型、配置和半导体已经使用了几十年，并且通常仍然用于某些特殊应用，而射频晶体管技术的其他细微差别最近已经进入市场，并且正在实现新的应用。
本质上，射频半导体技术有三类：小信号、开关和功率晶体管。某些射频晶体管类型和半导体配置最适合某些应用，这就是配置如此多样化的原因。小信号技术通常用于低噪声信号处理和放大，其中功率晶体管用于高增益和高功率应用。开关晶体管用于快速设置导通/关断状态，瞬态性能降级因子极小。由于大多数射频晶体管用于制造放大器，因此放大器主要分为三类：低噪声放大器、增益模块放大器和高功率放大器。
射频晶体管类型
- 双极结型晶体管（BJT）
- 异质结双极晶体管（HBT）
- 绝缘栅双极晶体管（IGBT）
- 高电子迁移率晶体管（HEMT）
- 伪形态高电子迁移率晶体管（pHEMT）
- 增强模式伪形态高电子迁移率晶体管（E-pHEMT）
- 场效应晶体管（FET）
- 结栅场效应晶体管（JFET）
- 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）
- 金属半导体场效应晶体管（MESFET）
- 线性扩散场效应晶体管（LDMOS）
- 垂直双扩散场效应晶体管（VDMOS）
- 硅双极互补金属氧化物半导体（Si BiCMOS）
射频晶体管半导体
- 硅（Si）
- 绝缘体上硅（SoI）
- 碳化硅（SiC）
- 磷化铟（InP）、砷化铟铝（InAlAs）或砷化铟镓（InGaAs）
- 砷化镓（GaAs）或铝砷化镓（AlGaAs）
- 氮化镓（GaN）或铝氮化镓（AlGaN）
- 硅锗（SiGe）
| 表格：常见半导体特性 | ||||||||
| 材料 | 带隙基准
（eV）~300K |
饱和电子速度（x10^7cm/s） | 电子迁移率（cm2/Vs） | 临界磁场Ec
（V/cm） |
导热性
（W/m·K） |
热膨胀系数（ppm/K） | 功率器件
品质因数 （u_n*E_c^3） |
介电常数
（epsilonr） |
| 锑化铟 | 0.17，D | – | 77，000 | 1000 | 18 | 5.37 | – | – |
| 砷化铟 | 0.354，D | – | 44，000 | 40000 | 27 | 4.52 | – | – |
| 锑化镓 | 0.726，D | – | 3000 | 50000 | 32 | 7.75 | – | – |
| 磷化铟 | 1.344，D | 1 | 5400 | 500000 | 68 | 4.6 | – | 12.5 |
| 砷化镓 | 1.424，D | 1 | 8500 | 400000 | 55 | 5.73 | 20 | 12.8 |
| 氮化镓
（铝氮化镓/氮化镓） |
3.44，D | 1.5 | 900-2000 | 3000000 | 110（200 Film） | 5.4-7.2 | 3000 | 9 |
| 锗 | 0.661，I | – | 3900 | 100000 | 58 | 5.9 | – | |
| 硅 | 1.12，I | 1 | 1400 | 300000 | 130 | 2.6 | 1 | 11.8 |
| 磷化镓 | 2.26，I | – | 250 | 1000000 | 110 | 4.65 | – | – |
| 碳化硅（3C，b） | 2.36，I | ~2 | 300-900 | 1300000 | 700 | 2.77 | – | – |
| 碳化硅（6H，a） | 2.86，I | ~2 | 330–400 | 2400000 | 700 | 5.12 | – | – |
| 碳化硅（4H，a） | 3.25，I | ~2 | 700 | 3180000 | 700 | 5.12 | 675 | 10 |
| 碳（钻石） | 5.46-5.6，I | – | 2200 | 6000000 | 1300 | 0.8 | – | – |
常见射频晶体管配置
- 氮化镓（铝氮化镓/氮化镓）
>氮化镓基氮化镓
>金刚石基氮化镓
>硅基氮化镓
>碳化硅基氮化镓
>氮化镓高电子迁移率晶体管
- 砷化镓
> 砷化镓场效应晶体管
> 砷化镓绝缘栅双极晶体管
> 砷化镓金属氧化物半导体场效应晶体管
> 铝砷化镓/砷化镓高电子迁移率晶体管
> 砷化镓伪形态高电子迁移率晶体管
- 磷化铟
> 磷化铟高电子迁移率晶体管
> 磷化铟异质结双极晶体管
- 碳化硅
>碳化硅金属半导体场效应晶体管
>碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管
- 硅锗
>硅锗异质结双极晶体管
>硅锗/碳化硅（SiGe:C）
- 硅
>硅金属氧化物半导体场效应晶体管
>硅线性扩散场效应晶体管
>硅垂直双扩散场效应晶体管
>硅双极结型晶体管（硅双极）
>绝缘体上硅
>蓝宝石上硅
>硅BiCMOS
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