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微電子概論—半導(dǎo)體物理與器件(參考版)

2024-07-31 05:07本頁(yè)面
  

【正文】 21? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 BJT特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 垂直結(jié)構(gòu) 與輸運(yùn)時(shí)間相關(guān)的尺寸由工藝參數(shù)決定,與光刻尺寸關(guān)系不大 易于獲得高 fT 高速應(yīng)用 整個(gè)發(fā)射結(jié)上有電流流過(guò) 可獲得單位面積的大輸出電流 易于獲得大電流 大功率應(yīng)用 開(kāi)態(tài)電壓 Vbe與尺寸、工藝無(wú)關(guān) 片間漲落小,可獲得小的電壓擺幅 易于小信號(hào)應(yīng)用 模擬電路 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 BJT特點(diǎn) 存在直流輸入電流,基極電流 功耗大 飽和區(qū)中存儲(chǔ)電荷上升 開(kāi)關(guān)速度慢 開(kāi)態(tài)電壓無(wú)法成為設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì) BJT的關(guān)鍵: 獲得盡可能大的 IC和盡可能小的 IB 缺點(diǎn) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 當(dāng)代 BJT 特點(diǎn):深槽隔離,多晶硅發(fā)射極 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 小結(jié) 晶體管結(jié)構(gòu) 電流傳輸特性 工作模式 電流放大倍數(shù) 直流特性 擊穿特性 頻率特性 BJT特點(diǎn) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 場(chǎng)效應(yīng)管分類 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 ( JFET) 金屬-半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 ( MESFET) MOS 場(chǎng)效應(yīng) 晶體管( MOSFET) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 MIS結(jié)構(gòu) 施加偏壓后的不同狀態(tài): 積累、 耗盡、 反型 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 場(chǎng)效應(yīng)管工作原理 溝道長(zhǎng)度 L 漏區(qū) D,高電位端 源區(qū) S,低電位端 柵區(qū) G,一定正電壓 電子導(dǎo)電溝道(反型層) P型轉(zhuǎn)變?yōu)镹型 空穴被排走,形成負(fù) 空間電荷區(qū)(耗盡層) I ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu) P N N G S D G S D P N N G S D G S D N溝道增強(qiáng)型(常閉) N 溝道耗盡型(常開(kāi)) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 N P P G S D G S D P 溝道增強(qiáng)型(常閉) P 溝道耗盡型 (常開(kāi)) N P P G S D G S D MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本結(jié)構(gòu) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 MOS管不同 VDS下溝道導(dǎo)電情形 線性工作區(qū): 正常的工作條件 較小 VDS VGSVT IDS隨 VDS線性增加 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 飽和工作區(qū): 當(dāng) VDS =VGSVT 漏極附近夾斷,成為高阻區(qū),但有很強(qiáng)電場(chǎng)把電子拉入漏區(qū) 繼續(xù)增加 VDS , 漏壓主要加在高阻區(qū)上IDS不隨 VDS增加,飽和電流值。 集電結(jié)反偏,有少子形成的反向電流 ICBO。 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 晶體管的反向電流與擊穿電壓 EB RB EC IC=ICE+ICBO?ICE B E C N N P IE ICBO IBE ICE ICBO:發(fā)射極開(kāi)路時(shí)集電結(jié)反向飽和電流 ICEO :基極開(kāi)路時(shí)集電極與發(fā)射極在 VCC 反偏作用下的電流 ,稱為穿透電流。 I區(qū)域中UCE?UBE, 集電結(jié)正偏,?IBIC, UCE≤ 飽和區(qū)。 UCE ?1V IB(?A) UBE(V) 20 40 60 80 UCE=0V UCE = ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 晶體管的直流特性曲線 共發(fā)射極 i C ( m A )i B = 02 04 06 08 01 0 01 02 0ⅠⅢⅡU c e ( V )III區(qū)域滿足 IC=?IB稱為線性區(qū)(放大區(qū))。 NPN晶體管的電流轉(zhuǎn)換 晶體管的電流傳輸 NPN晶體管的電流輸運(yùn) ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 NPN晶體管的幾種組態(tài) 晶體管的共集電極接法 晶體管的共基極接法 晶體管的共發(fā)射極接法 ? 導(dǎo)論 ? 半導(dǎo)體及其基本特性 ? 半導(dǎo)體中的載流子 ? 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率和載流子輸運(yùn) ? PN結(jié) ? 雙極晶體管 ? MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管 第二章 半導(dǎo)體物理與器件 晶體管的電流放大系數(shù) 共基極直流放大系數(shù)和交流放大系數(shù) ?0 、 ?, 非常接近于 1 ecII?0?000 1 ??????? ce
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