【正文】 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 第二章 雙極結(jié)型晶體管基本特性 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices BJT（ Bipolar Junction Transistors ） 是一種最重要的分立固體 器件，也是絕大多數(shù)半導(dǎo) 體有源器件和集成電路的 基礎(chǔ)器件。 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 基本結(jié)構(gòu) Basic Structures 晶體管由兩個(gè) pn 結(jié)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)，將晶體管劃分為三個(gè)區(qū)：發(fā)射區(qū)、基區(qū)及集電區(qū)。 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 相應(yīng)的三個(gè)電極稱為發(fā)射極、基極和集電極，常用 E， B 和 C ( 或 e， b 和 c ) 表示。 BJT 有兩種基本結(jié)構(gòu)類型 pnp 管和 npn 管 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices P N P 基 區(qū) 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) E 發(fā)射極 C 集電極 B 基 極 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices B 基 極 C 集電極 E 發(fā)射極 PNP 晶體管的圖示和電路符號(hào) Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices N P N 基 區(qū) 發(fā)射區(qū) 集電區(qū) E 發(fā)射極 C 集電極 B 基 極 發(fā)射結(jié) 集電結(jié) Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices B 基 極 C 集電極 E 發(fā)射極 NPN 晶體管的圖示和電路符號(hào) Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 晶體管的制造工藝大體上分為獲得均勻基區(qū)雜質(zhì)分布和不均勻基區(qū)雜質(zhì)分布兩類。 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 前者的典型例子是合金結(jié)晶體管，結(jié)構(gòu)示意如圖 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 摻 Sb 的 n 型 Ge In 球 In 球 p 型 In 和 Ge 合金集電區(qū) p 型 In 和 Ge 合金發(fā)射區(qū) n 型基區(qū) Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 后者的典型例子是平面擴(kuò)散結(jié)晶體管，結(jié)構(gòu)示意如圖 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 雙極型 NPN 晶體管的縱向結(jié)構(gòu) N + 型 Si 襯底 N 型 Si 外延層 P 型 基區(qū) N + 型 發(fā)射區(qū) SiO2 基極 基極 發(fā)射極 集電極 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 發(fā)射極 基極 雙極型 NPN 晶體管的橫向版圖 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 雙極型 NPN 晶體管 制造過程 在 N + 型襯底上外延 N – 層 在 N – 外延層中擴(kuò)散 P 型雜質(zhì) 在 P 型擴(kuò)散區(qū)中再擴(kuò)散 N + 型雜質(zhì) 在磷氧化層上開出基區(qū)和發(fā) 射區(qū)接觸孔 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 蒸發(fā)金屬 光刻金屬，引出及區(qū)、發(fā)射 區(qū)引線 切片、封裝 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices P 型襯底 N + 埋層 N + 埋層 N – 外延層 N 外延層 集電區(qū) 集電區(qū) P +隔離區(qū) P +隔離區(qū) P +隔離區(qū) P 型 基區(qū) P 型 基區(qū) N + 發(fā)射區(qū) N + 發(fā)射區(qū) 集成晶體管結(jié)構(gòu)示意圖 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices pn 結(jié)隔離 集成雙極晶體管 （ ICBJT） 工藝 p 型襯底開始 n + 隱埋層注入 生長外延層 p + 隔離擴(kuò)散 p 型基區(qū)擴(kuò)散 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices n+ 發(fā)射區(qū)擴(kuò)散 接觸孔腐蝕 金屬淀積及腐蝕 鈍化和開啟鍵合窗孔 Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 晶體管正常工作時(shí) ， 發(fā)射結(jié)正偏 ，集電結(jié)反偏 ， 其能帶如下圖 UC EC EV UB XC XB υn υp υn υp Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 晶體管內(nèi)部載流子傳輸及電流放大系數(shù) Transistor internal carriers transferring and the current amplify factors Chapter 2 Basic Properties of Bipolar Junction Transistors Fundamental of Semiconductor Devices 發(fā)射區(qū) 基 區(qū) 集電區(qū) 2 JpE 3 1 JnE 4 5 JnC JnEJnC JpB JnSC 6 JpSC JpC0 JnC0 7 晶體管內(nèi)部裁流子傳輸過程示意： JE JC JB Chapter 2 Basic Properties