【文章內(nèi)容簡介】 布不均勻（緩變）而自發(fā)地建立起來的電場，稱為緩變基區(qū)自建電場。該電場的存在使基區(qū)中各處的電位不再相等，基區(qū)能帶發(fā)生彎曲。使基區(qū)少子在擴(kuò)散的基礎(chǔ)上疊加漂移運動。 35 (二 )緩變基區(qū)晶體管中的少子分布 ])()()()([)()()(dxxdndxxdNxNxnDqdxxdnDqxExnqJbbbbnbbnbbbnbnb?????????? ??? ???bb WxbbbbnbWxbnb dxdxxdnxNdxxdNxnqDdxxNJ ])()()()([)(???????bbWxbbnbnbbbbWxbnbnbdxxNxNqDJxnxNxndxxNqDJ)()()()()()(基區(qū)電子的運動由擴(kuò)散和漂移兩部分合成 代入緩變基區(qū)自建電場并利用愛因斯坦關(guān)系 兩邊同乘以 Nb(x)后積分 基區(qū)很薄，復(fù)合很小近似流過基區(qū)的電子電流密度不變 Jnb與 x無關(guān)的假設(shè)下，基區(qū)雜質(zhì)任意分布時，基區(qū)少子分布的普遍解 在一定的注入電流密度下 ， 任一 x處電子密度與該處至 Wb間單位截面內(nèi)的雜質(zhì)總量成正比 ， 與該處的雜質(zhì)濃度成反比 。 ????bWxbbnbnbb dxxNxNqDJxn )()()(反映基區(qū)電場的強弱。稱為電場因子式中布假設(shè)基區(qū)雜質(zhì)按指數(shù)分處在發(fā)射結(jié)邊界,)()0(ln)0()()()0()0(000bbbxWbbWbbnbnbkTqVbbWNNeNxNdxxNNqDJennxbbeb??????????)0(bbnbne nWqDJ ?37 (二 )緩變基區(qū)晶體管中的少子分布 2. 發(fā)射區(qū)與集電區(qū)中的空穴分布 ???????????00)()0()0()()()()()(1)(eebeWeepepekTqVeexWeepepeeeeedxxNNqDJeppdxxNxNqDJxpdxxdNxNqkTxE發(fā)射區(qū)自建電場集電區(qū)雜質(zhì)一般是均勻分布，與均勻基區(qū)晶體管情況相同。 38 39 VBC=1V時的載流子分布 40 VBC=10V時的載流子分布 41 VBC=1V時的載流子分布 VBC=10V時的載流子分布 42 43 (三 )電流放大系數(shù)與材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系 ????bebWbbnbnbkTqVbb dxxNNqDJenn00 )()0()0(????00 )()0()0(eebWeepepekTqVee dxxNNqDJepp???????0202)()(eebbebWepekTqVipeWbnbkTqVinbdxxNJenqDdxxNJenqD?????00)()(ebWenbWbpenbpedxxNDdxxNDJJ44 ????????????0000)()(1111 )()(ebebWenbWbpenepeWenbWbpenbpedxxNDdxxNDJJdxxNDdxxNDJJ?nenb JJ ?beRR□□???11?緩變基區(qū)晶體管的發(fā)射效率具有與均勻基區(qū)晶體管發(fā)射效率相同的形式： 發(fā)射效率項都是方塊電阻之比 45 方塊電阻 WR??□ 基區(qū)擴(kuò)散層表面濃度 NBS 基區(qū)表面濃度 Nb(0) W L L □RWWLLR ??????????WdxxNqRxNq0)(1)(11????□ 基區(qū)擴(kuò)散層平均電導(dǎo) 擴(kuò)散類型 襯底濃度 基區(qū)擴(kuò)散層表面濃度 基區(qū)平均電導(dǎo) 基區(qū)表面濃度 47 (三 )電流放大系數(shù)與材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系 緩變基區(qū)自建電場的加速作用使注入少子比在均勻基區(qū)中更快地到達(dá)集電結(jié)邊界， 基區(qū)復(fù)合損失減少而輸運系數(shù)增大 。 方法 1： 由基區(qū)載流子分布函數(shù)，考慮在擴(kuò)散基礎(chǔ)上疊加緩變基區(qū)自建電場的漂移，求出基區(qū)電流的分布函數(shù)，進(jìn)而求取基區(qū)兩邊界處的電流，得到基區(qū)輸運系數(shù)。 方法 2： 計算基區(qū)中積累少子的總電荷，近似以平均壽命計算基區(qū)復(fù)合電流，求出體復(fù)合項，得到基區(qū)輸運系數(shù)。 48 (三 )電流放大系數(shù)與材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系 bbrbbQIQ???基區(qū)復(fù)合電流時少子平均壽命為當(dāng)基區(qū)積累電荷 在緩變基區(qū)自建電場作用下 ， 載流子分布趨于均勻 ， 用平均壽命更接近實際情況 。 載流子分布不是絕對的均勻分布 ，因而存在誤差 ， 是一種近似方法 。 ?? bW bbb dxxqnAQnpn 0 )(型晶體管，對于????bWxbbnbnbb dxxNxNqDJxn )()()(? ??? b bW Wx bbnbneb dxdxxNxNDIQ0 ])([)(bnbenene AJAJI ????49 (三 )電流放大系數(shù)與材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系 ??????? bb Wx bWbnbnebb dxdxxNxNLIQ ])([)(111102*??)1(111)0()(222*???????????????eLWeNxNnbbWxbbb情況，對于基區(qū)雜質(zhì)指數(shù)分布22*41)0()(nbbbbbbLWWxWNxN?????對于線性基區(qū)晶體管，22*20212])([)(1)(nbbbWxbWbBbLWWdxdxxNxNNxNbb???????對于均勻基區(qū)晶體管，50 (三 )電流放大系數(shù)與材料、結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系 220220220221*01111)1()1(nbbbenbbbenbbbenbbbeLWRRLWRRLWRRLWRR?????????????????????????□□□□□□□□三、影響電流放大系數(shù)的其它因素及提高電流放大系數(shù)的措施 nereneperepeneneenerepeneeIIIIIIIIIIIIII??????????11?計入勢壘復(fù)合電流，當(dāng)發(fā)射極電流很小時， 在一維模型中未計及基區(qū)少子流向表面并在表面復(fù)合的部分 為提高發(fā)射效率，要求發(fā)射區(qū)摻雜濃度比基區(qū)高 2個數(shù)量級，但并不是發(fā)射區(qū)摻雜濃度越高越好，因為 隨 NE增大：分立的雜質(zhì)能級形成能帶 大量的雜質(zhì)原子破壞了晶格周期性，形成“帶尾” 使禁帶實際寬度變窄，本征載流子濃度增加，且隨 NE分布變化，形成附加電場，加速少子（空穴）流向發(fā)射極，增大空穴電流分量。 隨 NE增大：多子（電子）濃度增大 帶間復(fù)合增加，少子壽命縮短，擴(kuò)散長度減小，濃度梯度增大，電流密度增大。 52 三、影響電流放大系數(shù)的其它因素及提高電流放大系數(shù)的措施 綜合上述討論 ， 從制管的角度可從以下幾個方面設(shè)法提高電流放大系數(shù) ： （ 1） 減小基區(qū)寬度 ， 以增加基區(qū)少子的濃度梯度 ， 增大擴(kuò)散電流 ， 并減小基區(qū)內(nèi)的復(fù)合 。 但要注意 厄爾利效應(yīng)的影響 。 （ 2） 增加 Lnb、 Lpe， 即提高材料壽命以減小復(fù)合損失 。 （ 3） 增加發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度 ， 使 R□ e/R□ b下降 。 但發(fā)射區(qū)最高摻雜受到禁帶變窄效應(yīng)和帶間復(fù)合 (俄歇復(fù)合 )的限制 。 （ 4） 改善器件的表面狀況以減小表面復(fù)合 。 167。 晶體管的反向電流及擊穿電壓 Iebo表示集電極開路， eb結(jié)的反向漏電流 Icbo表示發(fā)射極開路， cb結(jié)的反向漏電流 Iceo表示基極開路 ， c、 e間加一定的反向偏 壓 （ 集電結(jié)反偏 ） 時的集電極電流 ， 這 個電流又稱為 穿透電流 一、晶體管的反向電流 ： 2. Icbo與 Iceo之間的關(guān)系 ?? ???? 1)1(c b oc b oceoIII???c b oc b oII?流入集電區(qū)的電子電流流入基區(qū)的空穴電流55 Icbo被認(rèn)為是空穴電流 ， 以 勢壘產(chǎn)生電流 為主 。 實際上作為 pn結(jié)反向電流 ，