第

5

章半導體異質結器件由兩種不同材料所構成的結就是異質結。如果這兩種材料都是半導體，則稱為半導體異質結；如果這兩種材料是金屬和半導體，則稱為金屬-半導體接觸，這包括Schottky結和歐姆接觸。

材料1材料25.1金屬-半導體接觸5.1.1肖特基勢壘1、功函數2、電子親和能3、接觸電勢差VD外加偏壓下的金半接觸能帶圖設勢壘區是耗盡層（耗盡層近似），施主雜質濃度為ND，勢壘厚度是d0，可得一維泊松方程：類似于PN結，得：下圖為鎢-硅和鎢-砷化鎵二極管的1/C2與外加反向電壓的關系。由該圖可得出摻雜濃度、內建電勢及金半接觸的勢壘高度表面態密度很高的N型半導體與金屬接觸能帶圖由于半導體表面往往存在大量界面態，在兩者接觸以前，半導體表面就存在表面電荷和表面勢壘，兩者接觸半導體表面和金屬表面上的正負電荷增加，但半導體勢壘中空間電荷基本保持不變。勢壘高度取決于半導體表面的狀況，與金屬功函數大小與關5.1.2金半接觸肖特基結的伏安特性物理概念：1、肖特基結的電流輸運機構，2、二極管理論與擴散理論如下為二極管理論的推導：能量從E到E+dE的電子濃度可表示為采用經典近似，假定電子的能量為動能，其運動速度為v，可以寫出：假定電子從半導體垂直穿越界面勢壘到金屬的方向為x，則從半導體到金屬的電子電流密度為其中，能夠穿越勢壘的電子能量

代入可得總的電子電流為：里查遜（Richardson）常數5.1.3鏡像力與隧道效應的影響1、鏡像力降低勢壘高度2.隧道效應隧道效應的效果等效于勢壘高度下降隧道效應使反向飽和電流密度隨反向偏壓的二分之一次方指數增加，比鏡像力引起的反向飽和電流密度隨反向偏壓的四分之一次方指數增加更加劇烈。采用簡化分析方法，即存在一個勢壘臨界厚度xc，勢壘厚度大于xc時勢壘完全不透明，電子不能穿過，勢壘厚度小于xc時勢壘完全透明，電子可以直接通過。因而勢壘高度降低量為-qV(xc)。5.1.4歐姆接觸與少子注入歐姆接觸是一種金半非整流接觸，它不會添加較大的寄生阻抗，且不足以改變半導體內的平衡載流子密度使器件特性受到影響。。歐姆接觸的基本參數是接觸電阻率（比接觸電阻），其定義為零偏壓下電流密度對電壓降的偏微分的倒數，其單位是Ω·cm2。對于二極管理論的電子熱發射電流，其接觸電阻率對于隧道效應產生的場發射電流可見，歐姆接觸電阻主要取決于半導體摻雜濃度和金半接觸勢壘高度，隨著

的增大指數下降。實際工藝中通常采用半導體表面高摻雜、簡并化來實現歐姆接觸，此時金半接觸的勢壘極薄，載流子可以隧穿通過。少數載流子電流：空穴從金屬注入半導體，實際上是半導體價帶頂附近的電子流向金屬中費米能級以下的空狀態而在價帶頂部形成空穴。注入空穴形成的少數載流子電流與總正向電流之比叫做注入比。常規參數的注入比為10-4，肖特基勢壘二極管被稱為多子器件。5.1.5金半接觸肖特基二極管結構在結構上增加P+保護環來改善金半接觸邊緣處電場強度大，鏡像力導致反偏電流大的問題，結勢壘控制肖特基二極管JBS二極管是在普通SBD器件的漂移區增加PN結構成，用于屏蔽肖特基整流器的勢壘降低效應，以達到高導通電流、低導通壓降、高耐壓和低漏電流的特性，同時保持有較好的開關特性。不同反向偏壓VR下SBD與JBS垂直于界面的電場分布肖特基嵌位晶體管—SBD無電荷存儲效應，可減小晶體管的存儲時間，一次金屬化同時制成肖特基接觸和歐姆接觸。晶格匹配突變異質結；當兩種半導體的晶格常數近似相等時，即可認為構成了第一種異質結，這里所產生的界面能級很少，可以忽略不計。晶格不匹配異質結；當晶格常數不等的兩種半導體構成異質結時，可以認為在晶格失配所產生的附加能級均集中在界面上，而形成所謂界面態，這就是第二種異質結。合金界面異質結。第三種異質結的界面認為是具有一點寬度的合金層，則界面的禁帶寬度將緩慢變化，這時界面能級的影響也可以忽略。

5.2半導體異質結兩種不同半導體材料所構成的結就是異質結，半導體異質結可根據界面情況分成三種：5.2.1半導體異質結的能帶突變

異質結的兩邊是不同的半導體材料，則禁帶寬度不同，從而在異質結處就存在有導帶的突變量△EC和價帶的突變量△EV。不考慮界面處的能帶彎曲作用時的幾種典型的能帶突變形式

兩種材料禁帶交叉的情況△Ec=EC1-EC2＞0△Ev=EV2-EV1＞0,△EG=EG1-EG2=△EC+△EV；兩種材料禁帶錯開的情況△EC＜0△EV＞0△EG=EG1-EG2=△EC+△EV；

禁帶沒有交接部分的情況△EC＜0△EV＞0△EG=EG1-EG2=△EC+△EV。能帶突變的應用例子：（a）產生熱電子（b）使電子發生反射的勢壘（c）提供一定厚度和高度的勢壘（d）造成一點深度和寬度的勢阱。(a)(b)(c)(d)不考慮界面態時，突變反型異質結能帶圖。突變異質結是指從一種半導體材料向另一種半導體材料的過渡只發生在幾個原子距離范圍內的半導體異質結。

在未形成異質結前，p型半導體費米能級與n型半導體費米能級不在同一水平當緊密接觸形成異質結時，電子將從n型半導體流向p型半導體，同時空穴在于電子相反的方向流動，直至兩塊半導體的費米能級處于同一能級，形成異質結。兩塊半導體材料交界處形成空間電荷區（即勢壘區或耗盡層），n型半導體為正空間電荷區，p型半導體一邊為負空間電荷區，因不考慮界面態，勢壘區中正空間電荷數等于負空間電荷數。

能帶發生了彎曲。n型半導體的導帶底和價帶頂的彎曲量為qVD2，而導帶底在交界面處形成一向上的“尖峰”。P型半導體的導帶底和價帶頂的彎曲量為qVD1，而導帶底在交界面處形成一向下的“凹口”；能帶在交界面處不連續，有一個突變。兩種半導體的導帶底在交界面處的突變量為價帶頂的突變量為由此有兩種半導體形成異質結后，其內建電勢為：運用同質結一樣的耗盡層近似，可以得出內建電勢在P型區和N型區中的分量：在反向偏壓或小正向偏壓（V<Vbi）情形，P型區和N型區中的耗盡層寬度公司與同質結相同，分別是耗盡層電容對突變同型異質結的能帶圖分析，下左圖為n型的兩種不同半導體材料形成異質結之前的平衡能帶圖，右圖為形成異質結之后的平衡能帶圖。當兩種半導體材料緊密接觸形成異質結時，由于禁帶寬度大的n型半導體的費米能級比禁帶寬度小的高，所以電子將從前者向后者流動，在禁帶寬度小的n型半導體一邊形成電子積累層，另一邊形成耗盡層。同理，可得突變同型異質結的能帶圖

5.2.2半導體異質結伏安特性

PN同質結的正向電流均以擴散電流為主，伏安特性表達式為：在P-N異質結中既有電子勢壘又有電子勢阱，但當勢壘高度和勢阱深度不相同時，異質結的導電機制也有所不同，所以把這種異質結分為負反向勢壘和正反向勢壘。不同能帶形式不同的傳輸機理不同伏安特性-qVn+qVnqVDpEF+qVBEF負反向勢壘P-N異質結——低勢壘尖峰異質結，是勢壘尖峰頂低于P區導帶底的異質結。N區擴散向結處的電子流通過發射機制越過尖峰勢壘進入P區，此類異質結的電子流主要由擴散機制決定。

正反向勢壘PN異質結——高勢壘尖峰異質結，是勢壘尖峰頂高于P區導帶底的異質結。N區擴散向結處的電子中高于勢壘尖峰的部分電子通過發射機制進入P區，此類異質結電流主要由電子發射機制決定。從N型區導帶底到P型區導帶底的勢壘高度是P型半導體中的少數載流子濃度n10與N型半導體中的多子濃度n20的關系是n1（-x1）與n20的關系為在穩定情況下，P型區半導體中注入的少子的運動連續性方程是其通解是應用邊界條件從而求得電子的擴散電流密度外加電壓V時，通過異質PN結的總電流密度是

能帶圖的不連續有助于從較大的禁帶材料注入多數載流子而不論其摻雜密度如何。這也是異質結雙極晶體管的基礎。如果n20和p10在同一個數量級上，則可得5.3高電子遷移率晶體管(HEMT)

ModulationDopedFieldEffectTransistor,MODFETTwoDimensionalElectronGasFieldEffectTransistor,2DEGFETHighElectronMolibityTransistor,HEMT1、在GaAs襯底上采用MBE（分子束外延）等技術連續生長出高純度的GaAs層和n型AlGaAs層；2、然后進行臺面腐蝕以隔離有源區；5.3.1HEMT的基本結構制作步驟：接著制作Au·Ge/Au的源、漏歐姆接觸電極，并通過反應等離子選擇腐蝕去除柵極區上面的n型GaAs層；最后在n型AlGaAs表面積淀Ti/Pt/Au柵電極。3、4、一般該隔離層厚度取為7~10nm。既能保證高的2-DEG的面密度，又可降低雜質中心的Coulomb散射為了完全隔開雜質中心和2-DEG，往往在N型AlGaAs層與未摻雜GaAs層之間放一層未摻雜的AlGaAs隔離層，這樣可以在很大程度上提高2-DEG的遷移率

5.3.2HEMT的工作原理HEMT是通過柵極下面的肖特基勢壘來控制GaAs/AlGaAs異質結的2-DEG的濃度而實現控制電流的。由于肖特基勢壘的作用和電子向未摻雜的GaAs層轉移，柵極下面的N型AlGaAs層將被完全耗盡。2-DEGE2E1

N-AlxGa1-xAsI-GaAs轉移到未摻雜GaAs層中的電子在異質結的三角形勢阱中即該層表面約10nm范圍內形成2-DEG；這些2-DEG與處在AlGaAs層中的雜質中心在空間上是分離的，不受電離雜質散射的影響，所以遷移率較高。柵電壓可以控制三角型勢阱的深度和寬度，從而可以改變2-DEG的濃度，以達到控制HEMT電流的目的。屬于耗盡型工作模式。減薄N型AlGaAs層的厚度，或減小該層的濃度，那么在Schottky勢壘的作用下，三角型勢阱中的電子將被全部吸干，在柵電壓為零時尚不足以在未摻雜的AlGaAs層中形成2-DEG，只有當柵電壓為正時才能形成2-DEG，則這時的HEMT屬于增強型工作模式。N型AlxGa1-xAs層的厚度越小，可降低串聯電阻，但太小會產生寄生溝道，通常取35~60nm。

N型AlxGa1-xAs層的組分x越大，禁帶寬度越大，導帶突變增大，可增大2-DEG濃度，但組分x太大時，晶體的缺陷增加，一般取x=0.3。如果AlGaAs/GaAs異質結中存在緩變層，緩變層厚度WGR的增大將使2-DEG的勢阱增寬，使勢阱中電子的子能帶降低，從而確定的Fermi能級下，2-DEG的濃度增大；但是，WGR的增大，使異質結的高度降低，又將使2-DEG的濃度減小。WGRGaAsE2E1EFN-AlGaAs存在一個最佳的緩變層厚度，使2-DEG的濃度最大。對于不存在隔離層N-Al0.37Ga0.63As/GaAs異質結，計算給出2-DEG的濃度ns與AlGaAs中摻雜濃度ND和緩變層厚度WGR的關系如下所示。5.3.3異質結界面的二維電子氣在摻雜GaAlAs和未摻雜的GaAs層組成的異質結上，將在界面形成導帶勢阱和二維電子氣。在垂直于界面方向，電子運動是量子化的，基于有效質量近似，二維電子氣中電子的運動可由波包函數描述

i表示第i個子帶，則波函數滿足薛定諤方程：勢能可由如下的泊松方程求解空間電荷密度由界面電子濃度和GaAs摻雜決定GaAs中的電子可以近似看作處在一個三角形勢阱中，因為表面電場Fs近似是恒定的，在z<0一邊是無限高勢壘，在z>0一邊耗盡層電荷形成一個線性電勢分布：

求解得出其薛定諤方程特征函數是Airy函數，也可以求出表面載流子濃度與費米能級的函數關系，相應的子帶能級為由高斯定律，表面電場Fs與表面載流子密度ns之間存在以下關系可以簡化為在大多數實際情況下，僅考慮最低兩個能級

二維電子氣態密度D可以通過實驗測得

突變異質結構不同隔離層厚度di情況下二維電子氣密度與GaAlAs摻雜濃度的關系

緩變異質結構在不同未摻雜GaAlAs隔離層厚度di

情況下二維電子氣密度與GaAlAs摻雜濃度的關系（實線對應于WGR=3nm,虛線對應于WGR=0nm）5.3.4HEMT的直流特性通過分離電子和電離了的施主雜質，可以使雜質散射效應降低，提高遷移率。增加一個未摻雜的AlGaAs的薄層隔層可以進一步加大電子和電離雜質的分離。HEMT的能帶結構

勢阱中的2-DEG密度受限于柵極電壓。當在柵極加足夠大的負電壓時，肖特基柵極中的電場使勢阱中的二維電子氣層耗盡。金屬-AlGaAs-GaAs結構在零偏及反偏的能帶圖。零偏時，GaAs的導帶邊緣低于費米能級，這表明二維電子氣的密度很大，相應FET中的電流幾乎很大。

反偏時，GaAs的導帶邊緣高于費米能級，說明二維電子氣的密度很小，相應FET中的電流幾乎為零。負柵壓將降低二維電子氣的濃度，正柵壓將使二維電子氣的濃度增加。二維電子氣的濃度隨柵壓增加，直到GaAlAs的導帶與電子氣的費米能級交疊為止。如下圖：肖特基勢壘和異質結勢壘分別使AlGaAs層的兩個表面耗盡。在理想情況下，設計器件時應該使這兩個耗盡區交疊，這樣就可以避免電子通過AlGaAs層導電。HEMT的電流與電壓關系

qФM

是柵極的Schottky勢壘高度

平帶電壓是

HEMT的平衡情況的能帶圖和平帶情況的能帶圖，由圖可得閾值電壓

電荷控制模型可知，2-DEG的濃度ns與柵電壓Vg關系是

2112VG(V)0ns與

VG基本上成正比關系。所以可知，HEMT就是依據柵電壓控制溝道中2-DEG的濃度來工作的。

采用緩變溝道近似，則漏極電流沿溝道的分布可以表示為假定電子遷移率μn恒定，同過積分，則得到漏極電流：VDS較小時可以得到線性關系為

VDS較大時漏極電流將達到飽和溝道較短時，還須計入電子漂移速度vd和電場ε的關系。強電場下，器件的性能被電子的飽和速度vdsat所限制。由此，可以求出飽和電流IDS的表達式：

當VT≈0時當ε=εm時可以得出下圖中，虛線是計算結果，實線是測量結果。可見，在強電場下工作的耗盡型HEMT和增強型HEMT，都呈現出平方規律的飽和特性。即5.3.7HEMT的頻率特性由于HEMT中通過調變摻雜方式大大降低了電離雜質散射，2-DEG所遭受的散射機構，主要是光學波聲子散射；表面粗糙度散射很小，可忽略。Hall效應測量表明，2-DEG的濃度ns與柵電壓VG成正比。此外，電子遷移率與柵電壓關系如下：

（k為0.5~2.0的常數）故有在HEMT工作柵壓變化范圍，遷移率變化保持在30%之內。故在討論器件工作特性時可假定為恒定值。電子漂移速度與電場的關系

如圖，遷移率作為電場的函數，隨著溫度T的升高是下降的，在300K時幾乎與電場無關，而在低溫、特別是在低電場時，遷移率隨電場下降得很快（由于這時遷移率很高，電子迅速被“加熱”而發射出極性光學波聲子的緣故）。說明HEMT工作于高電場區時，已不能體現2-DEG的優點。在GaAs/AlxGa1-xAs異質結中的2-DEG的遷移率，不僅與溫度T有關，還與2-DEG濃度和組分x強烈相關，除此之外，還與異質結中的本征AlGaAs隔離層厚度d有關。圖為2-DEG和3-DEG在不同溫度下的速場特性關系曲線高電場下，無論高溫還是低溫，2-DEG的速度總是大于3-DEG。另外，電場越小，溫度對速度的影響越大，因而長溝道HEMT更適合降低溫度來提高性能。對短溝HEMT，決定器件性能的因素往往不是低電場時的遷移率，而是高電場時的飽和速度vdsat漏極電流飽和是由于在漏端溝道內電子速度達到飽和。此時，漏端柵下GaAs層內將出現電子積累，在此區域附近電場將集中，漏極電壓的大部分將降落在這個很窄的范圍內。在此狹窄范圍，速度過沖效應明顯。圖為電子速度與電場的關系圖為電子速度與電場作用時間的關系HEMT的特征頻率fT是使最大輸出電流與輸入電流相等，即最大電流增益下降到1時的頻率。即截止頻率fT定義為輸入電流Ii等于本征晶體管理想輸出電流gmVGS時的頻率。輸出短路時

所以截止頻率為

對飽和電流區和VG>VT的工作區

（短柵）

或者（長柵）

故fT可表示為

（短柵）

（長柵）

所以，對短柵情形，提高最高工作頻率的措施是縮短溝道長度L對長柵情形，提高高工作頻率的措施也包括縮短溝道長度L，提高載流子遷移率，提高柵極電壓，減小截止電壓。

HEMT的最高震蕩頻率fmax是指最大功率增益下降到1時的頻率其中5.4異質結雙極晶體管(HBT)

5.4.1HBT的基礎理論常規BJT難以同時兼顧高頻與放大性能，原因如下：減小基極電阻、減小集電結勢壘電容、減小發射結勢壘電容提高基區摻雜濃度和增寬基區厚度

發射結注人效率降低和載流子渡越基區的時間增長提高頻率性能放大系數和頻率特性下降異質結雙極晶體管(HeterojunctionBipolarTransistor——HBT)

異質結的中心設計原理是利用半導體材料禁帶寬度的變化及其作用于電子和空穴上的電場力來控制載流子的分布和流動。因而使之具有許多同質結所沒有的優越性。HBT是由禁帶寬度較大(大于基區的禁帶寬度)的半導體作為發射區的一種BJT，即采用異質發射結的雙極型晶體管。這種異質發射結注入電子的效率很高(≈1)，因為空穴的反向注入幾乎完全被額外的一個空穴勢壘阻擋，即發射結的注入效率主要由結兩邊禁帶寬度的差異所造成的一個額外的空穴勢壘(高度為ΔEv)決定，而與發射區和基區的摻雜濃度基本上無關。因此，HBT可以在保持較高的發射結注入效率的前提下，容許提高基區的摻雜濃度和降低發射區的摻雜濃度，從而使器件的基區寬度調制效應得以減弱(可得到較高的Early電壓)、基極電阻減小、大注入效應減弱、發射結勢壘電容減小、發射區禁帶寬度變窄效應消失，并可通過減薄基區寬度大大縮短基區渡越時間，所以能夠實現超高頻、超高速和低噪聲的性能，從而提供最大的Early電壓值，有利于微波應用。采用Ⅲ—V族化合物半導體制作的HBT，就是最早進入毫米波領域應用的一種三端有源器件。根據異質結界面過渡區材料組分的變化情況可以將其分為突變異質結和緩變異質結。突變異質結的過渡區很薄，通常只有數十?或幾個?，緩變異質結則有比較寬的過渡區．通常有數百?。其寬度可通過工藝方法和工藝方條件來控制。（a）是突變發射結的情況，其基區均勻，無加速場

（b）是緩變發射結的情況，基區無加速場（c）是緩變發射區、緩變基區，有加速場（d）是突變發射結、緩變基區，存在加速場異質結雙極晶體管，其寬禁帶發射區、窄禁帶基區構成的發射結一定是異質結，集電結可以是異質結，也可以是同質結。其基本結構及工作原理和普通同質結雙極晶體管大致相同。

當雙極晶體管的發射結加上正向偏壓VEB，集電結加有反向偏壓VCB，則其共射極電流放大系數β可表示如下因而為發射系數，γ為發射系數，β*

是基區輸運系數。

而由于HBT基區寬度為亞微米或更小，故可假定基區輸運系數為1忽略基區體復合電流；若同時忽略勢壘復合流，則只由決定，其最大可能值為：

故有發射結的注入比

：

因為且假定得到

其中因而得到對于同質結，?EG=0，一般是通過提高發射效率，增加發射區和基區的摻雜濃度比NE/NB來提高電流增益為此，一般要求NE/NB

≥102。而異質結中，只要?EG>

0。βmax就能達到很大值，而與NE/NB關系不大。所以，HBT中通過采用寬帶隙發射區，打破了普通同質結雙極晶體管的局限性，克服了其增益與速度之間的固有矛盾。

下圖是同質結雙極晶體管與HBT的雜質濃度分布的比較。為了得到高的注入效率，同質結雙極晶體管的發射區為高摻雜,基區的摻雜濃度比發射區低兩個數量級。而對HBT而言，由于能帶結構帶來的高注入比優勢，發射區摻雜濃度低于基區摻雜濃度，使得HBT體現了高速高增益的特性。采用MBE或MOCVD制作的AlGaAs/GaAsHBT結構示意圖

5.4.2、能帶結構與HBT性能的關系對于突變發射結晶體管，發射區低摻雜，大部分電勢將降落在發射區上（qVD2），能帶圖上形成尖峰；小部分電勢降落在基區，形成凹口（qVD1）該凹口勢阱將收集注入的電子，增加復合損失，產生放大系數下降等不良結果。可以通過MBE在界面生成高受主濃度的薄層電荷填補該勢阱

而對于勢壘本身而言，其不良影響之一是使得到同樣電流，發射極偏壓將增大，極大地降低了發射系數。因為此時，發射區電子穿過發射極所越過的勢壘比緩變發射極小了，而基區空穴穿過發射極所越過的勢壘沒有變化，相當于發射區與基區的帶隙寬度差?EG減小?EC了，約為?EV

。對于發射結，有電子要從發射區注入到基區，須克服的勢壘為空穴要從基區注入到發射區須克服的勢壘則為故有

而對于緩變發射結，電子注入要克服的勢壘為而空穴所克服的勢壘不變，故有也就是說，發射結為緩變異質結的較之突變異質結的大，這是由于?EC

、?EC共同影響的結果對突變異質結而言，價帶斷續大的發射結則對增益有利。突變發射結的優勢是使注入到基區的電子具有附加的動能，使其達到很高的速度（108cm/s），產生所謂速度過沖，近似于彈道輸運。具有更小的基區渡越時間和更高的截止頻率。速度過沖：指在剛加上強電場的瞬間，半導體中載流子的漂移速度可以大大超過飽和漂移速度的非平衡瞬態現象右圖為GaAs中電子的速度過沖，，大約經過10-12秒，漂移0.5μm之后，電子速度才穩定到相應電場的穩態值。

不同材料的小尺寸器件，由載流子非平衡輸運的平均時間可以估算出其有效漂移速度

采用MonteCarlo方法計算出經過HBT突變發射極勢壘ΔEB的電子在基區漂移速度與距離的關系由于GaAs的上下能谷的能量差為0.33eV，大的注入能量會使更多的電子躍遷到上能谷，而上能谷比下能谷有效質量大很多，具有較低的速度和遷移率。因此，發射極勢壘尖峰很高，也不一定會得到高的電子漂移速度和低的基區渡越時間。可以通過基區材料組分的緩變，實現帶隙的變化，從而設置基區加速場AlxGa1-xAs中Al的組分x，越高，其材料禁帶寬度越大，通過改變其中Al的組分，可以設置加速電場

，降低電子的基區渡越時間，提高頻率特性采用緩變基區能帶結構以降低基區渡越時間τB、提高頻率特性之后，對整個延遲時間的貢獻最大者則是如下式的集電極空間電荷區的渡越時間τSCR故應該保證載流子在漂移過程中始終處于Γ能谷。圖為其不同摻雜結構對電場分布的調節和得出的電子速度分布5.4.3異質結雙極晶體管的特性降低發射區摻雜濃度

減小發射結電容提高基區摻雜濃度降低基極電阻

提高了工作頻率及功率增益

HBT的高頻性能主要取決于總的渡越時間

ec和有效基極電阻與集電極電容所構成的時間常數

eff：最高振蕩頻率為

相對于相同尺寸的Si雙極晶體管，HBT具有更高的設計自由度和靈活性，可以獲得更好的頻率特性對于數字運用，盡管開關時間與電路與偏置密切相關，但可得出其關系為經估算，與相同工藝條件下的雙擴散硅雙極晶體管相比，HBT開關速度快了5至8倍。開關時間與基極電阻有一次方關系，fmax與基極電阻是二分之一次方關系。因而增加基區摻雜對開關時