集極截止頻率英文解釋翻譯、集極截止頻率的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 collector cutoff frequency
分詞翻譯:
集極的英語翻譯:
【電】 collector
截止頻率的英語翻譯:
【計】 cut-off frequency
【化】 cut-off frequency
專業解析
集極截止頻率(Collector Cutoff Frequency),通常用符號 ( fT ) 表示,是雙極結型晶體管(BJT)的關鍵高頻參數。它定義為晶體管共發射極電流增益 ( beta )(即 ( h{fe} ))的幅值下降到 1(0 dB)時所對應的工作頻率。此時,晶體管失去電流放大能力,輸出電流等于輸入電流。
其數學表達式為:
$$
f_T = frac{gm}{2pi (C{pi} + C_{mu})}
$$
其中:
- ( g_m ) 是晶體管的跨導(Transconductance),反映輸入電壓對輸出電流的控制能力;
- ( C_{pi} ) 是發射結擴散電容;
- ( C_{mu} ) 是集電結勢壘電容(或稱反饋電容)。
工程意義與應用:
- 高頻性能标尺:( f_T ) 直接決定晶體管放大或開關信號的最高可用頻率,是射頻電路、高速數字電路選型的重要依據。例如,設計 GHz 級放大器時需選擇 ( f_T ) 遠高于工作頻率的晶體管。
- 工藝優化指标:半導體工藝中通過減小基區寬度、優化摻雜降低結電容等手段提升 ( f_T ),如矽鍺異質結晶體管(SiGe HBT)因能帶工程顯著提高 ( f_T )。
- 系統設計參考:實際電路的工作頻率通常需低于 ( f_T/3 sim f_T/5 ) 以保證增益和穩定性,避免因寄生效應導緻性能惡化。
權威參考文獻:
- Gray, P. R., Hurst, P. J., Lewis, S. H., & Meyer, R. G. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits (5th ed.). Wiley. 第 1.5 章詳細推導 ( f_T ) 與 BJT 内部參數的關系。
- Razavi, B. Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw-Hill. 第 2.3 節對比 BJT 與 MOSFET 的 ( f_T ) 特性。
- IEEE Standard 113-1971 Definitions of Terms for Semiconductor Electron Devices,明确定義 ( f_T ) 為增益帶寬積(GBP)。
- 半導體器件物理經典教材:Sze, S. M., & Ng, K. K. Physics of Semiconductor Devices (3rd ed.). Wiley-Interscience. 第 5.4.3 節分析基區渡越時間對 ( f_T ) 的限制。
網絡擴展解釋
截止頻率在不同領域有不同定義,而“集極截止頻率”這一表述可能涉及晶體管的高頻特性。以下是綜合解釋:
一、基本概念
集極截止頻率(通常稱為晶體管截止頻率)是衡量雙極型晶體管(BJT)高頻性能的關鍵參數,指晶體管在共射極配置下電流放大系數(β)下降至低頻值的70.7%(即-3dB點)時的頻率。這标志着晶體管有效放大能力的上限。
二、物理意義
-
高頻性能限制
當工作頻率超過此值時,晶體管内部結電容(如集電結電容)和載流子渡越時間的影響加劇,導緻電流增益顯著下降。
-
公式表達
截止頻率與晶體管參數的關系可表示為:
$$
f_{beta} = frac{1}{2pi cdot tau}
$$
其中,$tau$為載流子基區渡越時間與結電容充放電時間的總和。
三、應用場景
- 放大器設計:決定電路帶寬,高頻放大需選擇截止頻率高的晶體管。
- 射頻電路:影響振蕩器、混頻器等高頻模塊的穩定性。
四、相關參數對比
參數 |
定義 |
關系 |
截止頻率$f_{beta}$ |
β下降至低頻值的0.707倍時的頻率 |
$f_{beta} = f_T / beta$ |
特征頻率$f_T$ |
β下降至1時的頻率(電流增益帶寬積) |
$fT approx beta cdot f{beta}$ |
注:若需更專業的半導體參數分析,建議參考器件手冊或高頻電路設計資料。
分類
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