im Forschungsverbund Berlin e.V.

Published in:
Berlin: Dissertation.de, 2002.
Zugl.: Dissertation Technische Universität Darmstadt, 2001.
ISBN 978-3-89825-392-5

Kurzfassung:
Ein Großsignalmodell für GaAs Hetero-Bipolar-Transistoren (HBTs) wird vorgestellt. Es ist für den Entwurf von Leistungsverstärkern in Mobiltelefonen gedacht, weshalb der Schwerpunkt auf der Untersuchung hoher Stromdichten bei niedrigen Versorgungsspannungen liegt. Insbesondere wird die das HF-Verhalten maßgeblich bestimmende Hochstrominjektion in den Kollektor untersucht und modelliert. Die Modellparameter werden aus Messungen extrahiert. Die Beschreibung umfaßt ferner ein bis zur Transitfrequenz gültiges Rauschmodell. Das Modell skaliert mit der Emitterfläche. Mit Hilfe des Modells wird das Leistungsverhalten der HBTs untersucht. Der Wirkungsgrad kann entschieden gesteigert werden,wenn die zweite Harmonische mit einem Leerlauf abgeschlossen wird, so daß der Transistor im inversen B-Betrieb arbeitet.

Abstract:
A large-signal model for GaAs-based heterojunction bipolar transistors (HBTs) is presented. It is designed for power applications in cell phones and therefore focuses on high current densities at low supply voltages. The model parameters are extracted from measurements. Particularly, high-current injection into the collector is investigated, which is of great in.uence on the HBT´s rf performance. The model includes a noise description that is valid up to transit frequency. The model scales with emitter size.Using the model, the rf power performance of HBTs is investigated. It is found that the power added effciency can significantly be increased, when the second harmonic is terminated by an open circuit. The HBT then operates in inverse class-B.

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