Search

Šiuolaikiniai Si/SiGe, AlGaAs/GaAs bei InGaP/GaAs įvarialyčiai dvipoliai tranzistoriai (ĮDT) pasižymi dideliu informacijos perdavimo greičiu, dideliu signalo stiprinimu, žemu triukšmų lygiu ir mažu signalo iškraipymu. Disertaciniame darbe atlikti Si/SiGe ir InGaP/GaAs ĮDT aukštadažnių charakteristikų ir triukšmo tyrimai dažnių ruože nuo 1 iki 30 GHz naudojant ir voltamperines charakteristikas. Tranzistorių triukšmų modeliavimas atliktas atsižvelgiant į tranzistoriaus šratinio triukšmo šaltinių koreliaciją, smūginę jonizaciją, tranzistoriaus parametrų temperatūrines priklausomybes. Dvipolių tranzistorių analitinis modelis, išvestas naudojant π –tipo ekvivalentinę grandinę, buvo įdiegtas į dvipolių tranzistorių kompaktinį (sutelktų parametrų) modelį HICUM (angl. high current model). Ši kompaktinio modelio versija gali aprašyti bazės ir kolektoriaus srovių šratinio triukšmo šaltinių koreliaciją. Kambario temperatūroje smūginės jonizacijos sąlygotas SiGe ĮDT triukšmo parametrų kitimas buvo tirtas hidrodinaminiu, dreifo - difuzijos ir kompaktiniu HICUM modeliais, taikant Chynowetho smūginės jonizacijos dėsnį griūtinių srovių įvertinimui. SiGe ĮDT temperatūriniai voltamperinių, aukštadažnių ir triukšmo charakteristikų tyrimai atlikti plačiame aplinkos temperatūrų ruože 4 – 423 K. Tyrimai parodė, kad hidrodinaminis ir kompaktinis HICUM modeliai galioja tik 300 – 423K temperatūrų ruože. Modern Si/SiGe, AlGaAs/GaAs and InGaP/GaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs) exhibit high-speed and high-frequency operation, high gain, low noise and low signal distortion. This work deals with an investigation of DC, microwave and noise characteristics of Si/SiGe and InGaP/GaAs HBTs in the relevant frrequency range of 1-30 GHz. Noise simulation and modeling of HBTs have been performed including correlation of shot noise sources, impact ionization and temperature dependences. Analytical model for bipolar transistor, based on π- type equivalent circuit was derived and implemented in the bipolar transistor compact model HICUM. This compact model HICUM version includes correlation between base and collector current noise sources. The noise behavior resulting from impact ionization was investigated at room temperature for SiGe HBTs. Modeling was performed with a hydrodynamic model, drift - diffusion models and the compact model HICUM using a Chynoweth’s law for avalanche generation. DC, high frequency characteristics and noise of SiGe HBTs were investigated in a wide ambient temperature range 4 – 423 K Both hydrodynamic device simulation and compact model HICUM view agreement with experimental data only in the temperature range of 300 – 423K.

Modern Si/SiGe, AlGaAs/GaAs and InGaP/GaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs) exhibit high-speed and high-frequency operation, high gain, low noise and low signal distortion. This work deals with an investigation of DC, microwave and noise characteristics of Si/SiGe and InGaP/GaAs HBTs in the relevant frrequency range of 1-30 GHz. Noise simulation and modeling of HBTs have been performed including correlation of shot noise sources, impact ionization and temperature dependences. Analytical model for bipolar transistor, based on π- type equivalent circuit was derived and implemented in the bipolar transistor compact model HICUM. This compact model HICUM version includes correlation between base and collector current noise sources. The noise behavior resulting from impact ionization was investigated at room temperature for SiGe HBTs. Modeling was performed with a hydrodynamic model, drift - diffusion models and the compact model HICUM using a Chynoweth’s law for avalanche generation. DC, high frequency characteristics and noise of SiGe HBTs were investigated in a wide ambient temperature range 4 – 423 K Both hydrodynamic device simulation and compact model HICUM view agreement with experimental data only in the temperature range of 300 – 423K. Šiuolaikiniai Si/SiGe, AlGaAs/GaAs bei InGaP/GaAs įvarialyčiai dvipoliai tranzistoriai (ĮDT) pasižymi dideliu informacijos perdavimo greičiu, dideliu signalo stiprinimu, žemu triukšmų lygiu ir mažu signalo iškraipymu. Disertaciniame darbe atlikti Si/SiGe ir InGaP/GaAs ĮDT aukštadažnių charakteristikų ir triukšmo tyrimai dažnių ruože nuo 1 iki 30 GHz naudojant ir voltamperines charakteristikas. Tranzistorių triukšmų modeliavimas atliktas atsižvelgiant į tranzistoriaus šratinio triukšmo šaltinių koreliaciją, smūginę jonizaciją, tranzistoriaus parametrų temperatūrines priklausomybes. Dvipolių tranzistorių analitinis modelis, išvestas naudojant π –tipo ekvivalentinę grandinę, buvo įdiegtas į dvipolių tranzistorių kompaktinį (sutelktų parametrų) modelį HICUM (angl. high current model). Ši kompaktinio modelio versija gali aprašyti bazės ir kolektoriaus srovių šratinio triukšmo šaltinių koreliaciją. Kambario temperatūroje smūginės jonizacijos sąlygotas SiGe ĮDT triukšmo parametrų kitimas buvo tirtas hidrodinaminiu, dreifo - difuzijos ir kompaktiniu HICUM modeliais, taikant Chynowetho smūginės jonizacijos dėsnį griūtinių srovių įvertinimui. SiGe ĮDT temperatūriniai voltamperinių, aukštadažnių ir triukšmo charakteristikų tyrimai atlikti plačiame aplinkos temperatūrų ruože 4 – 423 K. Tyrimai parodė, kad hidrodinaminis ir kompaktinis HICUM modeliai galioja tik 300 – 423K temperatūrų ruože.