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gaasfet在射频和微波工程中的应用

关键的外卖

  • fet的两个部分——结场效应晶体管(jfet)和金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)——通常被用作放大器、模拟开关、相移振荡器、电流限制器和数字电路。

  • 在射频和微波应用中,gaasfet是默认的固态器件。

  • 高电子速度有利于微波电路,这就是gaasfet广泛应用于此类应用的原因。

场效应晶体管

gaasfet具有电子速度高、寄生电容小、易于制造等特点

微波的短物理波长为应用提供了几个独特的特性。微波工程的应用包括(但不限于)短距离通信、远距离通信、烹饪和工业加热。为了开发微波电路,使用了各种半导体元件。

砷化镓场效应晶体管(gaasfet)于1970年问世,从那时起,基于gaasfet的高速集成电路、放大器、振荡器、衰减器、调制器和限制器已用于微波工业。gaasfet具有以下优点:较高的电子速度,降低寄生电容,易于制造。在本文中,我们将进一步探讨gaasfet及其优势。

场效应晶体管的市场需求

电子、信息和通信工程的发展继续推动了场效应晶体管(fet)的市场需求。fet的两个部分,结场效应晶体管(jfet)和金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)通常被用作放大器、模拟开关、相移振荡器、电流限制器和数字电路。FET的等级因终端用户应用而异,如消费电子、汽车系统、发电、IT或电信。

场效应晶体管技术因其体积小而被广泛应用于集成电路中。目前有几种类型的FET,控制功率和小型化的需求驱动着FET技术的不断进步。

GaAsFETs

gaasfet是一种用于微波射频应用的特殊类型的FET。它们通常用于非常高和超高频应用的放大电路中。gaasfet有一些突出的特点,包括以下优点:

  1. 较高的电子速度有助于实现更短的传输时间和更快的响应。

  2. 半绝缘GaAs衬底有助于降低寄生电容。

  3. 制作工艺简单。

  4. 灵敏,内部噪音小。

  5. gaasfet的沟道电导率与栅极电压有关。

  6. 最适合应用包括高线性度和高频功率。

  7. 在非硅同类产品中,GaAsFET具有成本优势。

GaAsFET属性

在半导体器件中,gaasfet是最优先的一类,因为它们表现出微波应用所需的固有电子特性。其中一些属性是:

高电子速度

在半导体器件中,gaasfet具有较高的电子迁移率和直接带隙。它们的高迁移率导致较低的访问电阻,并在短距离内迅速加速通道电子到饱和速度。高电子速度有利于微波电路,这就是gaasfet广泛应用于此类应用的原因。

电荷空间控制

异质结器件可以由砷化镓器件技术发展而来;这在微波工业中被广泛接受,因为它提高了系统的性能。结合AlGaAs或InGaAs等兼容材料形成异质结器件是实现微波半导体器件电荷空间控制的有效方法。AlGaAS或InGaAs与GaAs结合的引入优化了器件性能,并建立了更高程度的电子约束。

降低寄生电容

由于衬底电阻率高,gaasfet携带的射频和微波信号衰减小。GaAs是一种高电阻率的材料,它提供了半绝缘衬底的属性,并降低了器件中的寄生电容。

挑战

使用gaasfet时,热设计是一个挑战。设计人员需要确定由于GaAs材料的低导热性或gaasfet中的色散现象而导致的通过衬底的散热等问题。尽管存在这些挑战,gaasfet通过提供许多优势来支持微波工程应用。

gaasfet的未来设计

GaAs技术的新发展专注于为射频和微波工程领域带来前沿创新。Cadence可以帮助您开发来自不同制造商的gaasfet模型,以帮助您分析系统性能。

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