类似矽制程技术中的BJT与CMOS,砷化镓制程技术主要区分为HBT(异质接面双极性晶体管)与pHEMT(异质接面高电子迁移率晶体管)两大主轴,并被广泛应用于商用与先进无线通讯中的关键零组件。以下针对砷化镓的制程技术作一深入浅出的剖析
相较于过去被应用在功率放大器的矽元件,例如BJT与LDMOS等,HBT具有极佳功率特性、线性度、温度稳定性与可靠度。尤其随者操作频率由900MHz的GSM通讯系统,进步到超过2GHz的3G、4G或Wi-Fi通讯系统。
HBT几乎完全独占此领域的放大器元件市场。藉由优越的材料特性,2或3微米线宽制程的HBT已展现绝佳的良率与极具优势的性能与价格比。例如GSM的应用需求上,可以满足超过20:1的强韧度(Ruggedness)需求,在输出功率特性上,4瓦的功率输出配合大于55%的功率附加效率(PAE),亦是矽元件无法轻易达到的特性。而3G应用需求上,HBT亦可轻易达到输出功率28dBm时,邻近通道功率比(ACPR)可小于-42dBc的线性度要求。同时Wi-Fi应用上,在线性输出功率0.1瓦下,其误差矢量幅度(EVM)仅有3%。元件可靠度测试方面,HBT元件皆可通过高温125度下持续运行连续1000小时的严苛测试,换算为在室温操作下的平均存活时间(Mean time to failure)可达一亿小时以上。除了无线通讯放大器应用外,1微米线宽制程的HBT配合其65GHz的高截止频率,随著光通讯系统与毫米波系统日渐普及亦被广泛设计于更高频率的光通讯放大器与毫米波端的压控振荡器(VCO)
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