半導(dǎo)體器件與工藝ppt課件(已修改)
2025-01-24 09:19 本頁面
【正文】 雙極型晶體管 哈爾濱工程大學(xué) 微電子學(xué) 半導(dǎo)體器件與工藝 雙極型晶體管 ? 晶體管的基本結(jié)構(gòu)和分類 雙極型晶體管 ? 晶體管的制造工藝和雜質(zhì)分布 雙極型晶體管 ? 晶體管的制造工藝和雜質(zhì)分布 雙極型晶體管 ? 晶體管的制造工藝和雜質(zhì)分布 雙極型晶體管 ? 晶體管的制造工藝和雜質(zhì)分布 雙極型晶體管 ? 均勻基區(qū)晶體管和緩變基區(qū)晶體管 均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)雜質(zhì)是均勻分布的，載流子在基區(qū)內(nèi)的傳輸主要靠擴(kuò)散機(jī)理進(jìn)行，又稱 擴(kuò)散型晶體管 。 緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)雜質(zhì)是緩變的，載流子在基區(qū)內(nèi)的傳輸除了靠擴(kuò)散運(yùn)動外，還存在漂移運(yùn)動且往往以漂移運(yùn)動為主，又稱 漂移型晶體管 。 雙極型晶體管 ? 晶體管的電流放大原理 假設(shè)條件： ① 發(fā)射區(qū)與集電區(qū)寬度遠(yuǎn)大于少子擴(kuò)散長度，基區(qū)寬度遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長度。 ② 發(fā)射區(qū)與集電區(qū)電阻率足夠低，外加電壓全部降落在勢壘區(qū)，勢壘區(qū)外無電場。 ③ 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)空間電荷區(qū)寬度遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長度，且不存在載流子的產(chǎn)生與復(fù)合。 ④ 各區(qū)雜質(zhì)均勻分布，不考慮表面的影響，且載流子僅做一維傳輸。 ⑤ 小注入，即注入的非平衡少子濃度遠(yuǎn)小于多子濃度。 ⑥ 發(fā)射結(jié)和集電結(jié)為理想突變結(jié)，且面積相等。 雙極型晶體管 ? 平衡晶體管的能帶和載流子的分布 雙極型晶體管 ? 非平衡晶體管的能帶和載流子的分布 雙極型晶體管 ? 晶體管載流子的傳輸 雙極型晶體管 ? 晶體管載流子的傳輸 ? ⑴ 發(fā)射結(jié)正向偏置 — 發(fā)射電子 ? ⑵ 載流子在基區(qū)的傳輸與復(fù)合 ? ⑶ 集射結(jié)反向偏置 — 收集電子 BCE III ??晶體管的直流電流放大系數(shù) ? 晶體管電流放大系數(shù)和電流放大能力 （ 1）共基極直流電流放大系數(shù) 表征從發(fā)射極輸入的電流中有多大比例傳輸?shù)郊姌O成為輸 出電流 ， 或者說由發(fā)射極發(fā)射的電子有多大比例傳輸?shù)搅思? 極 。 共基極接法的晶體管不能放大電流 ， 但由于集電極允許接入 阻抗較大的負(fù)載 ， 所以仍能夠獲得電壓放大和功率放大 。 ECII?0?? 晶體管電流放大系數(shù)和電流放大能力 （ 2）共射極直流電流放大系數(shù) 共發(fā)射極電路是用 去控制 以實(shí)現(xiàn)電流放大的。 BCII?0?BI CI晶體管的直流電流放大系數(shù) ? 晶體管電流放大系數(shù)和電流放大能力 （ 3） 與 的關(guān)系 0? 0?000 1 ?????晶體管的直流電流放大系數(shù) ? 晶體管電流放大系數(shù)和電流放大能力 （ 4）晶體管具有放大能力所滿足的條件（以 NPN管為例） ① 發(fā)射區(qū)高摻雜，能發(fā)射大量電子； ② 基區(qū)低摻雜且基區(qū)寬度窄，減少電子的復(fù)合損失； ③ 發(fā)射結(jié)正向偏置，發(fā)射電子； ④ 集射結(jié)反向偏置，收集電子。 晶體管的直流電流放大系數(shù) 晶體管的直流電流放大系數(shù) ? 均勻基區(qū)晶體管電流放大系數(shù) 晶體管的直流電流放大系數(shù) ? 均勻基區(qū)晶體管電流放大系數(shù) 為什么 總是小于 ？ 主要原因在于發(fā)射極發(fā)射的電子在傳輸?shù)郊姌O的過 程中 ， 有兩個階段電子會損失：一是發(fā)射區(qū)的電于與來自 基區(qū)的少子空穴的復(fù)合損失 ， 該復(fù)合形成了空穴電流；一 是電子在穿越基區(qū)往集電結(jié)擴(kuò)散的過程中 ， 與基區(qū)中空穴 的復(fù)合損失 ， 形成體內(nèi)復(fù)合電流 。 CI EI晶體管的直流電流放大系數(shù) ? 均勻基區(qū) 晶體管電流放大系數(shù) 為了表征兩個階段電子損失的比例大小，再定義兩個參量： 發(fā)射效率： 基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)： pebbeEnLWIXI??? ??? 11)( 2022223*0 211)()()(nbbnC
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