基于传输矩阵法设计分析波长可选级联DFB激光器

本文采用传输矩阵方法设计并分析一种新颖的级联DFB激光器。这种器件由两个串联光栅构成,并提供两个不同的可选波长。建立每个串联部分的传输矩阵,并推导每个部分的等效端面反射率。然后通过自洽求解增益方程,耦合波方程和电流连续性方程,利用得到的等效端面反射率分别模拟两个DFB部分的性能。模拟结果证明了这种新颖器件的可行性,通过实验获得了能够提供1.51um和1.53um可选波长的InP基多量子阱级联DFB激光器。     

改善不同环境温度下SiGe HBT热稳定性的技术

提出了发射极非均匀指间距技术以增强多发射极指SiGe HBT在不同环境温度下的热稳定性。通过建立热电反馈模型对采用发射极非均匀指间距技术的SiGe HBT进行热稳定性分析,得到多发射极指上的温度分布。结果表明,与传统的均匀发射极指间距SiGe HBT相比,在相同的环境温度及耗散功率下,采用发射极非均匀指间距技术的SiGe HBT,其最高结温明显降低,热阻显著减小,温度分布更加均匀,有效地提高了多发射极指功率SiGe HBT在不同环境温度下的热稳定性。     

Thermal resistance matrix representation of thermal effects and thermal design in multi-finger power heterojunction bipolar transistors

The thermal resistance matrix including self-heating thermal resistance and thermal coupling resistance is presented to describe the thermal effects of multi-finger power heterojunction bipolar transistors. The dependence of thermal resistance matrix on finger spacing is also investigated. It is shown that both self-heating thermal resistance and thermal coupling resistance are lowered by increasing the finger spacing, in which the downward dissipated heat path is widened and the heat flow from adjacent fingers is effectively suppressed. The decrease of self-heating thermal resistance and thermal coupling resistance is helpful for improving the thermal stability of power devices. Furthermore, with the aid of the thermal resistance matrix, a 10-finger power heterojunction bipolar transistor (HBT) with non-uniform finger spacing is designed for high thermal stability. The optimized structure can effectively lower the peak temperature while maintaining a uniformity of the temperature profile at various biases and thus the device effectively may operate at a higher power level.     

采用噪声抵消技术的宽带SiGe HBT 低噪声放大器设计

宽带低噪声放大器的输入匹配需要兼顾阻抗匹配和噪声匹配.通常,这两个指标是耦合在一起的.现有的宽带匹配技术需要反复协调电路参数,在阻抗匹配和噪声匹配之间折衷,给设计增大了难度.提出一种噪声抵消技术,通过两条并联的等增益支路,在输出端消除了输入匹配网络引入的噪声,实现阻抗匹配和噪声匹配的去耦.基于Jazz 0.35 μm SiGe工艺,设计了一款采用该噪声抵消技术的宽带低噪声放大器.放大器的工作带宽为0.8-2.4 GHz,增益在 16 dB以上,噪声系数小于3.25 dB, S11在-17 dB以下.     

能带工程对射频功率SiGe异质结双极晶体管热性能的改善

众所周知,基区"能带工程"可以改善Si_1-xGe _{x 基区异质结双极晶体管(HBT)的直流、频率和噪声等特性,但"能带工程"对HBT热学特性的影响的研究还很少。本文基于三维热电反馈模型,分析了"能带工程"对射频功率SiGe HBT热性能的影响。考虑到电流增益随温度的变化以及发射结电压负温度系数,给出了器件热稳定所需最小镇流电阻(REmin)的表达式,在此基础上给出了非均匀镇流电阻的设计,进一步提高了SiGe HBT的热稳定性 关键词： SiGe HBT Ge组分 热电反馈 镇流电阻}     

采用发射极非均匀指间距技术改善功率异质结双极晶体管热稳定性的研究

为了提高多发射极功率异质结双极晶体管的热稳定性,本文利用耦合热阻表征发射极指间距变化对发射极指间热耦合作用的影响,得到了耦合热阻与发射极指间距之间的变化关系,提出了发射极非均匀指间距技术.通过热电反馈模型对采用发射极非均匀指间距技术的功率HBT进行热稳定性分析,得到了多发射极指上的温度分布.结果表明,多发射极HBT在采用非均匀发射极指间距技术后,峰值温度明显下降,温度变化幅度更加平缓,有效地提高了器件的热稳定性. 关键词： 异质结双极晶体管 耦合热阻 指间距     

宽带噪声抵消结构的噪声分析及优化

噪声抵消结构是一种应用于宽带低噪声放大器的有源匹配电路。噪声抵消的目的是将输入匹配器件引入的噪声在输出端消除。本文针对噪声抵消结构在高频的应用,依据噪声抵消的原理,提出了一种全频带噪声抵消条件。并给出了该条件下,噪声抵消结构的噪声系数随频率变化的解析表达式。通过与仿真结果对比,验证了该解析表达式的准确性。在此基础上,分析了匹配器件的高频噪声不能完全抵消时该结构的噪声系数。最后,提出了一种噪声抵消结构的优化设计方法。     

Thermal stability improvement of a multiple finger power SiGe heterojunction bipolar transistor under different power dissipations using non-uniform finger spacing

A method of non-uniform finger spacing is proposed to enhance thermal stability of a multiple finger power SiGe heterojunction bipolar transistor under different power dissipations. Temperature distribution on the emitter fingers of a multi-finger SiGe heterojunction bipolar transistor is studied using a numerical electro-thermal model. The results show that the SiGe heterojunction bipolar transistor with non-uniform finger spacing has a small temperature difference between fingers compared with a traditional uniform finger spacing heterojunction bipolar transistor at the same power dissipation. What is most important is that the ability to improve temperature non-uniformity is not weakened as power dissipation increases. So the method of non-uniform finger spacing is very effective in enhancing the thermal stability and the power handing capability of power device. Experimental results verify our conclusions.     

IGBT热疲劳工作对焊料层可靠性的影响

IGBT在实际应用中会频繁处于周期性的高低温循环过程,循环过程中反复作用于IGBT器件的热应力极易在焊料层形成空洞,从而导致器件热阻增大甚至热疲劳失效。通过有限元软件ANSYS建立了两种新的分散空洞模型,在工作功率条件下对比5%到50%中心空洞率及10%到20%分散空洞率模型的热分布并进行模拟分析。结果表明,边缘分散空洞对器件温升影响小于均匀分散空洞和中心空洞,但在温度循环中先于后者出现。空洞率为10%时,边缘分散空洞模型最高温升高了1.6K,与phase11和超声波显微镜实测IGBT器件功率循环5 000次后结果基本一致。     

基于有限元法对发射极指分段结构的多指SiGe HBT的研究

针对传统多指SiGe HBT发射极指中心区域和器件中心区域温度较高导致热不稳定问题,提出了新型发射极指分段结构来抑制功率SiGe HBT中心区域的自热效应,提高器件温度分布均匀性.利用有限元软件ANSYS对器件进行建模和三维热模拟,研究器件温度分布的改善情况.结果表明,与传统不分段结构的器件相比,新型分段结构的多指SiGe HBT的指上的温度分布更加均匀、不同指上的温差和集电结结温明显降低,自热效应得到有效抑制,器件的热稳定性得到增强.