高频电路中二极管、三极管性能参数的关键影响因素
更新时间:2026-01-28 15:41:05
晨欣小编
一、高频电路的核心矛盾:速度 vs 寄生参数
在低频下可以忽略的东西,在高频里都会变成“主角”:
结电容(Cj)
存储电荷(Qs)
寄生电感(Lp)
载流子迁移时间
封装结构
一句话总结:
高频性能 ≈ 器件内部 + 封装寄生参数的综合结果
二、二极管在高频电路中的关键影响因素

1️⃣ 反向恢复时间 trr(最关键)
原因
PN 结中存在少数载流子存储效应
由正向导通 → 反向截止时,需要“清空电荷”
高频影响
trr 越大 → 开关损耗、尖峰、电磁干扰越严重
在射频 / 开关电源中会直接限制最高工作频率
工程结论
| 二极管类型 | 高频表现 |
|---|---|
| 普通整流二极管 | ❌ 几乎不可用 |
| 快恢复二极管 | ⚠️ 勉强 |
| 肖特基二极管 | ✅ 高频首选 |
2️⃣ 结电容 Cj(高频信号的“隐形短路”)
特点
Cj 与反向电压相关
高频下等效为 交流旁路通道
影响
降低信号幅度
改变阻抗匹配
限制带宽
高频设计要点
射频检波、混频 → 选低 Cj 器件
PIN 二极管在射频开关中利用的是可控结电容
3️⃣ 正向导通电阻 Rf
高频下 Rf 影响:
插入损耗
功率效率
肖特基二极管在这里优势明显(无载流子存储)
4️⃣ 封装寄生参数(极易被忽略)
| 封装 | 高频表现 |
|---|---|
| DO-41 / 插件 | ❌ |
| SOD-123 | ⚠️ |
| SOD-323 / DFN | ✅ |
| 芯片裸片 | ⭐ |
高频二极管,封装选型和芯片本身同等重要
三、三极管(BJT)在高频电路中的关键影响因素
1️⃣ 特征频率 fT(核心指标)
定义
电流增益 β = 1 时的频率
工程意义
实际放大频率 ≤ fT / 5 ~ 10
影响因素
基区宽度
载流子迁移时间
内部电容
高频设计经验
射频放大器 → fT 至少比工作频率高一个数量级
2️⃣ 基极-发射极 / 基极-集电极结电容(Cbe、Cbc)
高频杀手之一
Cbc 通过米勒效应被放大
有效电容 ≈ Cbc × (1 + Av)
结果
带宽骤降
高频增益塌陷
相位失真
工程对策
共基极结构
射极跟随器
选用低 Cbc 的射频晶体管
3️⃣ 存储时间 ts(饱和区的“灾难”)
BJT 进入饱和区 → 存储电荷大量增加
高频开关中:
延迟
交叉导通
功耗上升
工程规则
高频电路中尽量避免三极管深度饱和
4️⃣ β(电流放大倍数)在高频下并不重要
常见误区 ⚠️
“β 越大越好”
实际情况
β 随频率快速下降
高频设计更关心:
fT
gm
噪声系数
Cbc / Cbe
5️⃣ 封装与布局的影响甚至超过参数表
| 封装 | 典型应用 |
|---|---|
| TO-92 | 低频 |
| SOT-23 | MHz |
| SOT-89 / SOT-223 | 功率 + 中高频 |
| QFN / DFN | 射频 |
引脚越短 → 寄生电感越小
地回路设计直接决定高频性能
四、二极管 vs 三极管:高频参数关注点对比
| 维度 | 二极管 | 三极管 |
|---|---|---|
| 核心限制 | trr、Cj | fT、Cbc |
| 高频损耗来源 | 反向恢复 | 米勒效应 |
| 封装敏感度 | 极高 | 极高 |
| 是否易用 | 相对简单 | 对电路结构敏感 |
五、工程选型的“高频三原则”


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