ヘテロ接合バイポーラトランジスタ

ヘテロ接合バイポーラトランジスタHBT)は、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)の一種で、エミッタ領域とベース領域に異なる半導体材料を用いてヘテロ接合を形成したトランジスタです。BJTに比べ、はるかに高い周波数(数百GHzまで)を扱うことができる。HBTは、現代の超高速回路、主に無線周波数(RF)システム、携帯電話のRF電力増幅器のような高い電力効率を必要とするアプリケーションでよく使われている。ヘテロ接合を用いるというアイデアは、従来のBJTと同様に古く、1951年の特許にさかのぼる。

材料

BJTとHBTの主な違いは、エミッタ領域とベース領域に異なる半導体材料を用いてヘテロ接合を作っている点である。これは、価電子帯の電位障壁が伝導帯よりも高いため、ベースからエミッタ領域への正孔の注入が制限されるためである。このため、BJT技術とは異なり、ベースに高いドーピング密度を使用することができる。高濃度ドーピングにより、利得を維持したままベース抵抗を低減することができる。ヘテロ接合の効率は、Kroemerファクターによって測定されます。

グレーデッドヘテロ接合npnバイポーラトランジスタにおけるバンド。電子がエミッタからベースへ、ホールがベースからエミッタへ逆流する際の障壁を示す。Zoom
グレーデッドヘテロ接合npnバイポーラトランジスタにおけるバンド。電子がエミッタからベースへ、ホールがベースからエミッタへ逆流する際の障壁を示す。

質問と回答

Q: ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ(HBT)とは何ですか。

A: ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)は、バイポーラ接合トランジスタ(BJT)の一種で、エミッタ領域とベース領域に異なる半導体材料を使用し、ヘテロ接合としたものです。

Q: HBTはBJTとどう違うのですか?



A: HBTは、BJTよりもはるかに高い周波数、最大数百GHzの信号を扱うことができます。

Q: HBTにはどのような用途がありますか。

A: HBTは、主に無線周波数(RF)システムなどの最新の超高速回路や、携帯電話のRFパワーアンプなど、高い電力効率を必要とするアプリケーションで一般的に使用されています。

Q: BJTにヘテロ接合を使うというアイデアはいつ導入されたのですか。

A: ヘテロ接合を使うというアイデアは、従来のBJTと同じくらい古く、1951年の特許にまでさかのぼります。

Q: RFシステムでHBTを使う利点は何ですか?



A: HBTは、BJTよりもはるかに高い周波数、最大数百GHzの信号を扱うことができ、現代の超高速回路、主に無線周波数(RF)システムで一般的に使用されています。

Q: 携帯電話にHBTを使用する利点は何ですか。

A: HBTは、携帯電話のRFパワーアンプなど、高い電力効率を必要とするアプリケーションで一般的に使用されています。

Q: HBTで使用されている領域は何ですか。

A: HBTは、エミッタ領域とベース領域に異なる半導体材料を使用し、ヘテロ接合を作ります。

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