异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)是一种特殊类型的双极结型晶体管(BJT),利用不同的半导体材料构成发射结,以改良器件的性能。与以前的同质结双极晶体管相比,异质结双极晶体管能够更高的速度、更高的频率响应、更低的噪声系数和更高的功率处理能力。
异质结双极晶体管之所以能够这些优越的性能,是由于其发射结是由两种不同的半导体材料构成的,这两种材料能够不同的带隙。情况下,发射区的材料能够较宽的带隙,而基区的材料能够较窄的带隙。这类结构可以可以地抑制少数载流子的注入,从而提高器件的电流增益和速度。异质结还可以下降基区电阻,从而提高器件的频率响应和功率处理能力。
异质结双极晶体管的运用领域非常,包含了:
无线通讯: 能够高频、低噪声和高功率处理能力的特性,HBT 用于手机、基站、卫星通讯等无线通讯领域。
光纤通讯: HBT 可以用于高速光信号的放大和调制,满足光纤通讯对高速率和长距离传输的需求。
高速数字电路: HBT 的高速度和低功耗特性使其成为高速数字电路,比如可以高速处理器和存储器,的理想选择。
射频辨认 (RFID): HBT 可用于 RFID 标签和读取器中的射频前端电路,实现高效的数据传输。
目前,经常使用的异质结双极晶体管材料体系包含了:
硅锗异质结双极晶体管 (SiGe HBT): SiGe HBT 是最成熟的 HBT 技术,使用硅锗合金作为发射区材料,与硅基集成电路工艺兼容,本钱相对较低。
砷化镓/砷化铝镓异质结双极晶体管 (GaAs/AlGaAs HBT): GaAs/AlGaAs HBT 能够更高的电子迁移率和更宽的带隙,这样看来能够更高的速度和频率响应,但本钱也更高。
磷化铟/磷化铟镓异质结双极晶体管 (InP/InGaAs HBT): InP/InGaAs HBT 能够更高的电子迁移率和更低的噪声系数,适用于毫米波和太赫兹运用。
半导体技术的不断发展,异质结双极晶体管的性能将进一步提高,运用领域也将更加。