《l02双极型晶体管》.ppt

半导体器件原理
主讲人：蒋玉龙
本部微电子学楼312室，65643768
Email: ******@

1
编辑ppt
第二章 双极型晶体管
基本结构pt
理想晶体管的电流-电压方程
直流特性8
3. Ie、Ib、Ic 表达式
(1) Ie 表达式
E
B
C
Ie
Ib
Ic
x
Je , Jc
19
编辑ppt
理想晶体管的电流-电压方程
直流特性9
3. Ie、Ib、Ic 表达式
Wb << Lnb 时，且放大偏置
(1) Ie 表达式
20
编辑ppt
理想晶体管的电流-电压方程
直流特性10
3. Ie、Ib、Ic 表达式
(2) Ic 表达式
E
B
C
Ie
Ib
Ic
x
Je , Jc
21
编辑ppt
理想晶体管的电流-电压方程
直流特性11
3. Ie、Ib、Ic 表达式
(2) Ic 表达式
Wb << Lnb 时，且放大偏置
22
编辑ppt
、 表达式
直流特性12
1.  表达式
 =   *  *
(1) 
We < Lpe
23
编辑ppt
、 表达式
直流特性13
1.  表达式
 =    *  *
(1) 
定义方块电阻
要   则要 Rsh,e/Rsh,b  Ne/Nb 
W
t
电流I
W
L
薄层电阻推导示意图
24
编辑ppt
、 表达式
直流特性14
1.  表达式
 =    *  *
(2)  *
放大偏置时
要 *  则要 Wb  Lnb nb 
25
编辑ppt
、 表达式
直流特性14
1.  表达式
 =    *  *
(3) * = 1
2.  表达式
>> 1
26
编辑ppt
理想晶体管的输入、输出特性
直流特性15
1. 共基极
IE / mA
VBE / V
VCB
输入特性
输出特性
Ie
Ib
Ic
Vbe
Vcb
27
编辑ppt
理想晶体管的输入、输出特性
直流特性16
2. 共射极
VCE
输入特性
输出特性
Ib
Ie
Ic
Vbe
Vce
28
编辑ppt
晶体管的非理想现象
直流特性17
1. 发射结结面积对  的影响
n+
p
n
Aje*
Ajeo
Ine’
Ine
本征基区：Wb << Lnb
非本征基区：Wb >> Lnb
要   则要 Ajeo/ Aje*  结面积大、结浅
29
编辑ppt
晶体管的非理想现象
直流特性18
2. 基区宽度调制效应（Early效应）
N+
P
N
Wb*
Wb
Vcb  Wb*  dnb/dx  Ine  Ic 
Early 电压
对非均匀基区晶体管
影响输出电阻
30
编辑ppt
晶体管的非理想现象
直流特性19
3. 发射结复合电流影响
势垒区
> ni2
复合率
Vbe       
Ic   
Ivb
Ie
Ire
Ipe
Ine
-x1
0
31
编辑ppt
晶体管的非理想现象
直流特性20
3. 发射结复合电流影响
增益  随电流 Ic 变化





发射结复合电流影响
32
编辑ppt
晶体管的非理想现象
直流特性21
4. 大注入效应之一  Webster 效应
Dnb  2Dnb
基区大注入条件：npb(0) ~ Nb
Ex.：Si npn晶体管：若 Nb = 1017 cm-3 , 计算当 npb(0) = 时所需的发射结偏压Vbe .（答案： V）
qVbe/kT  qVbe/ 2kT
33
编辑ppt

Webster 效应
晶体管的非理想现象
直流特性22
4. 大注入效应之一 