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第二章微波晶体管

2.1微波双极晶体管

微波双极晶体管通常都是平面结构，几乎都是NPN的。微波双极晶体放大

器工作原理和传统双极晶体管一样，这里只简要说明一下微波双极型晶体管的

等效电路和性能参数。

微波晶体管中，为了提高发射极效率、减小结电容以适应微波频率上工作

的需要，一般采用交指型结构。在低噪声放大电路中，共发射极电路用得较普

通，因为它有较高的功率增益、输入和输出阻抗比较接近于通常的传输线特性

阴抗、稳定性也好。

微波双极晶体管管芯共基极、共发射极小信号等效电路如图2.1所示。图

中，r表示基极扩散电阻，C表示集电极耗尽层电容,r表示发射极结电阻；

BCe

C表示发射极耗子层电容，r表示集电极结电阻。

ec

图2-1微波双极型晶体管管芯等效电路

f

（1）特征频率T

晶体管中载流子从发射极渡越到集电极的时间的称为延迟时间，用г表示。

当工作频率比较高时，延迟时间与信号周期相比已显得相当长，这时输出电流和

输入电流之间出现了相位差。当工作频率进一步提高时，载流子在基区中运动而

尚未到达集电极构成输出电流时，加在输入端的交流传号的大小和方向已经改变

1

了，因而造成了载流子运动韵混乱现象，使电流放大系数下降。频率越高，电流

流放大系数下降越厉害。由此可见，电流放大系数具有一定的频率特性。通常用

特征频率f表示微波晶体管的高频放大性能，它定义为共发极短路电流增益

T

h=l时的频率。特征频率f与晶体管的结构参数密切相关。微波双极晶体管受

12T

到管予结构和工艺水平的影响，特征频率不可能很高。当要求频率更高时，一般

使用微波场效应晶体管。其特征频率可表示为：



kTCCCW2XW

fecpBCB

T



qID2v

cPBs

(2)噪声

在微波晶体管中，闪烁噪声不起主要作用，因此微波晶体管的噪声主要有

两类：热噪声和散弹噪声。热噪声是晶体管中载流子的不规则热运动引起的，

它的大小与晶体管本身的欧姆电阻有关。散弹噪声是有电流流动时由于载流子

运动的起伏产生的，其大小与电流成正比。

这样我们可把晶体管内的噪声分成三类：和晶体管内欧姆电阻有关的热噪

声2；与基极电流有关的散弹噪声2；与集电极电流有关的散弹噪声2。即

vii

nbshbshc

可用三个噪声源来表示微波晶体管的噪声，如图2.2所示。

图2-2共发级简化噪声模型

在晶体管中，发射极和集电极的串联电阻以及任何接触电阻都产生热噪声，

r2

但它们和基区电阻相比都较小，可以忽略不记。因此v可表示为

b