第三章 第一节11.ppt

第三章 第一节11.ppt一、双极晶体管的结构
1、双极晶体管的特点
(1)电子和空穴两种极性载流子参与输运
(2)满足几何结构尺寸和材料物理参数要求的两个背靠背pn结构成
2、分类
(1)按功能分:高频、低频、大功率、小功率、开关、低噪声等等
(2)按材料分:晶体管、晶体管、晶体管等等
(3)按能带分:同质结双极晶体管(BJT)、异质pn结双极晶体管
一、双极晶体管的结构
3、晶体管的基本结构
(1)基本原理与结构条件
基本原理:基于放大能力,正偏PN结与反偏背靠背pn结
基本结构条件:共用区宽度小于少子扩散长度
两只孤立的PN结
n
p
n
正偏
反偏
两只孤立的PN结
Ln
Ln
背靠背pn结形成双极晶体管
n
产生新的电学特性
正偏
反偏
n
p
(2)基本类型
共用区为n区,称为pnp型;
共用区为p区,称为npn型;
基区:pn结共用区;该区电极称为基极(B)
发射区:正偏pn结的非公用区,该区电极称为发射极(E)
集电区:反偏pn结的非公用区,该区电极称为集电极(C)
发射结:正偏pn结
集电结:反偏pn结
(3)掺杂结构

(4)基本结构参数

发射结深;集电结深;
基区宽度;发射区宽度;集电区宽度等

发射区掺杂浓度及分布;基区掺杂浓度及分布;集电区掺杂浓度及分布,还有扩散长度及少子寿命等
二、双极晶体管的放大原理定性分析
以npn晶体管为例
发射结正偏;集电结反偏;基区宽度小于少子扩散长度。
(一)放大状态少数载流子的分布以及输运

特征:
势垒区两侧少子浓度分布与孤立pn结情形相同
发射区与集电区少子分布与孤立pn结情形相同
基区少子分布由发射结侧与集电结侧边界条件分布决定

发射区电子注入基区的电子边扩散边复合;
基区注入到发射区的空穴边扩散边复合;
发射区注入到基区的电子形成电流,电子扩散到集电结附近被反偏的电场吸引到集电区形成电流;
集电结反向电流为

(极)的电流
通过发射结注入到基区的电子形成的电流;基区注入到发射区的空穴形成的电流;流过发射结总电流为(忽略发射结空间的复合),则

输运到集电结势垒区附近并被扫到集电区的电子流,集电结反向饱和电流;
流过集电结总电流