晶体管之BJT、FET、CMOS、HBT、HEM分析

咱们常用的有场效应(ying)晶体管(guan)FET，Field Effect Transistor，是(shi)一(yi)种单(dan)极型晶体管(guan)。利用的一(yi)个PN结完成功能(neng)。

另一(yi)种常用(yong)的晶体管是(shi)双极(ji)型晶体管，Bipolar Junction Transistor，利用(yong)两个(ge)PN结完成功能。

单极(ji)型的(de)晶体(ti)管(guan)，优点是尺寸小、输入阻抗大，功耗(hao)低（CMOS是两个单极(ji)型晶体(ti)管(guan)的(de)组合，功耗(hao)很低），非常适合DSP、MCU等数字信(xin)号(hao)处理芯片。

双极型晶体管，优点是频率高(gao)，驱(qu)动(dong)(dong)能力大(da)，噪声低。非常适合(he)激光驱(qu)动(dong)(dong)，放大(da)器等模(mo)拟芯片。

在同一(yi)片晶圆内，一(yi)部分做(zuo)CMOS结(jie)构(gou)，另一(yi)部分做(zuo)FJT的结(jie)构(gou)，那就是咱(zan)们俗称的BiCMOS工(gong)艺。

单极型的(de)器件(jian)，也可以继续提升自己的(de)性能，比如(ru)把同(tong)质(zhi)结改为异质(zhi)结，可以大(da)大(da)的(de)提高电子迁(qian)移率，那(nei)就是常(chang)说的(de)HEMT。异质(zhi)结的(de)材料，以用GaAs为多(duo)。

异(yi)质结(jie)比同志结(jie)，有(you)更好(hao)的电子迁(qian)移率(lv)，也就是能(neng)有(you)更高频率(lv)和更低噪声。

同样(yang)，双极型器件，也可以继续提(ti)升自己的(de)性能，同样(yang)抱(bao)有(you)大的(de)驱(qu)动能力，同时(shi)通过使用(yong)异质结的(de)方式来提(ti)高频率(lv)和降(jiang)低(di)噪(zao)声(sheng)。

另外，单极型的FET，结构如下图所示，电子移动的方(fang)向是平行(xing)于wafer表(biao)面(mian)的，也叫(jiao)做平面(mian)器(qi)件。

双(shuang)极(ji)型的(de)BJT，下图右，电子移动的(de)方向是垂直(zhi)于(yu)wafer表面(mian)的(de)，也叫做体结构，或者叫垂直(zhi)器件。

器件(jian)的(de)结构与(yu)总的(de)尺寸(cun)相关(guan)，也(ye)就是与(yu)成(cheng)本有关(guan)。

咱常(chang)听到(dao)的，芯片厂说，我们用GeSi工(gong)艺(yi)，所以(yi)贵。这里头，一方面(mian)(mian)用了双极型结(jie)构设计，有更好的模拟(ni)特性，本身贵一些。另一方面(mian)(mian)，是(shi)用了GeSi，和(he)Si形成异(yi)质结(jie)，进一步提高模拟(ni)性能（更高频(pin)、更低(di)噪），成本也进一步提高。

而(er)用GaAs的(de)(de)(de)贵(gui)，是因为GaAs的(de)(de)(de)片子(zi)很小，做一(yi)次出不来几颗芯片。GaAs的(de)(de)(de)wafer尺寸和Si基的(de)(de)(de)wafer尺寸（FET、BJT都可以用si做），相(xiang)当于(yu)南(nan)方喝早(zao)茶的(de)(de)(de)碟子(zi)，对比北方的(de)(de)(de)大(da)锅(guo)盖(gai)。良率不同，导致GaAs的(de)(de)(de)成本(ben)超(chao)高(gao)。

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