改善微波功率SiGe+HBTs线性度仿真研究.pdf

摘要 摘要 锗硅技术因其良好的集成功熊以及优越的高频性能而在微波功率器件领域 和射频集成电路领域中得到了广泛的应用，而制造高线性度的微波功率锗醚异质 结鑫髂罄 SiGe ttBT 龟残隽一个菲鬻喜实繇意义豹溪瑟。已毒实验遴避臻究 SiGe HBTs中锗的分布和建立器件模型来分析应用于射频集成电路或微波功率 器件中的SiGe HBTs的线性问题，使现有SiGe I-IBTs的三阶截取点 IP3 能达 到25dBm左右。健怒还缺少全舔的扶器 牛设诗角度来进一步提高微波凌率SiGe HBT线性度的方法。论文通过建立菲线性摸黧分析SiGe HBT翡高频线秣特性， 并利用该模型推导出各种非线性因素 如非线性基区电阻RB、非线性基羼一集电 鼗淡及复合改送节杰法 c鑫臻A 法寒求簇摸囊蠛点楚戆务次喾渡电压豹大，j、， 利用计算结果解释SiGeHBT的非线性相消现魏并总结出可以提高微波功率SiGe HBT线性度的方法。 援攥臻鸯鳇SiGeI-IBT毒《造互艺设计盛合理静傍囊缝橡，缝合交溅小信号仿 真和黼杰仿真来计辩器件的高频性能参数：嚣件工作在vcE为2．5茯的低压下其 HBTs 达到28dBm。通过大最的计算机仿真和对不同尺寸和杂质掺杂浓度的SiGo 豹瑾3滋行毙较发现：①、增大发瓣区毫隘RE翡灌鸯霹毫路懿受爱续簌瑟辫低跨导 高1～l+5dBm 。②、基区电阻RB产生的三次谐波电流与R姻的高次项成反比，因 我藏小基区蕊掺杂浓度或基区宽度会提高丑屯。③、当注入委《集电区中黥电子浓 度和粲电区的掺杂浓度糟眈不可忽略时， CBc成为器 孛主要的菲线性鞭素，这 时空间电荷区的分布会随电流密度变化而改变，而且空间电荷区边界变化越明显 10”C1T!o鲍SiGe 线性度越差，仿真缕果表明集电区掺杂浓度为5x HBT其IP3 电流横向扩展现象疑加明显，从而延长空间暾荷区，并使器件韵线性性能下降。 ⑤、阁挖槽减小外旗区．集电区电容 cbc。 的方法在小电流密度工作时能改善器 终我线·陡度，毽是灏毫滚密度壤嬲时，嚣集瞧区中鲢电滤纛法横向扩展l隧使器传 的线擞性能明显下降。 论文中的仿真始终与理论分析相结合，这烂仿真数据和分析结果将有助于今 HBTs。 后设计应爆于现代燹线通信中的离线性度的微波功率SiGe 关键词：线性度；锗硅异质结晶体管；微波功率晶体管；三阶截取点 ABSTRACT The isused inthe fieldsof SiGe silicon-germanium technology widely microwave RF devicesand circuitsbecause power integrated ofits easilyintegrated fimctionandexcellent characteristics．And high frequ