一種用于射頻和微波測(cè)試系統(tǒng)的GaAsSb雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管集成電路DHBT技術(shù)

V.可靠性
可靠性通過對(duì)分立的自對(duì)準(zhǔn)1 × 3 µm² HBTs進(jìn)行高溫壽命測(cè)試(HTOL)來確定，電流增益(漂移是主要的可靠性失效模式。利用測(cè)試得到的激活能Ea, 其值大約為1.02 eV, 外推得到Tj = 125 °C.溫度下MTTFs 壽命超過106 小時(shí)。電流增益(漂移和基區(qū)集電區(qū)電流泄漏（位列第二的主要可靠性失效模式）示于圖。以電流增益漂移作為失效標(biāo)準(zhǔn)同樣示于圖，這一標(biāo)準(zhǔn)保證了值始終保持在以上。圖的下半部顯示雙異質(zhì)結(jié)雙極晶體管結(jié)構(gòu)（例如，InP集電區(qū)）可在VCE = 4.5 V 下保持高可靠性工作，這一電壓值比InP襯底單異質(zhì)結(jié)雙極晶體管高出 2 3 V。

VI.電路性能
A.2 60 GHz 一比二靜態(tài)分頻器
靜態(tài)分頻器性能和芯片照片示于圖7。雙極晶體管HBT 用作靜電放電保護(hù)。 其輸入靈敏度窗口非常寬，單端正弦波輸入狀態(tài)下一比二除法功能可在2GHz到60GHz范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。輸入和輸出可采用差分和單端方式。90 mA時(shí)偏置電壓為-3.4V。典型輸出功率從低頻時(shí)的. 0 dBm 到高頻60GHz時(shí)的 3 dBm 。
B.差分限幅放大器
由50個(gè)晶體管組成的差分限幅放大器照片示于圖8a。限幅放大器采用兩級(jí)Cherry-Hooper，一級(jí)cascode和一對(duì)有幾級(jí)發(fā)射極跟隨器緩沖的差分輸出結(jié)構(gòu)，低頻小信號(hào)差分增益大于32dB, 單端(S-E)輸入電壓窗口為± 700 mV 最大單端(S-E)輸出幅度500 mVpp 。 放大器從+1 V 到 4.1 V電源消耗0.59 W功率。偏置端采用 雙極晶體管HBT 進(jìn)行靜電放電保護(hù)。輸入輸出均有差分失調(diào)/直流監(jiān)測(cè)以及common-mode pull-up 能力.
圖8b 顯示了典型的在片增益特性，低頻S-E 增益26.8±0.5 dB ， 3 dB 帶寬46.8±0.4 GHz.。達(dá)到65 GHz時(shí)群

延時(shí)變化小于5 ps。典型 43 Gb/s 眼圖輸出信號(hào)如圖8c 所示，其幅度為0.50 Vpp S E, 10%-90% 上升時(shí)間為9.2 ps, 總 RMS抖動(dòng)378 fs。 295 fs RMS 抖動(dòng)1 Vpp 差分PRBS 231-1 NRZ輸入信號(hào)由以同樣技術(shù)制作的半速retimer 提供。

C.線性相位檢測(cè)器
這一電路在文獻(xiàn)[18]中單獨(dú)有詳細(xì)介紹。它使用了超過200個(gè)最小尺寸的晶體管，并以HBT作為靜電放電保護(hù)，3級(jí)互聯(lián)，高值和低值電阻，電容，背面通孔。對(duì)于這樣的復(fù)雜電路其在線成品率是合乎預(yù)期的。