第三章雙極晶體管直流特性ppt課件

1、第三章第三章 雙極型晶體管的直流特性雙極型晶體管的直流特性內(nèi)容內(nèi)容3.1 雙極晶體管基礎(chǔ)雙極晶體管基礎(chǔ)3.2 均勻基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)均勻基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)3.3 緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)3.4 雙極晶體管的直流電流電壓方程雙極晶體管的直流電流電壓方程3.5雙極晶體管的反向特性雙極晶體管的反向特性3.6 基極電阻基極電阻發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)發(fā)射射結(jié)結(jié)集集電電結(jié)結(jié)發(fā)發(fā)射射極極集集電電極極基極基極1、雙極型晶體管的結(jié)構(gòu) 雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。它有兩種類型它有兩種類型:npn型和型和pnp型。型。

2、e-b間的pn結(jié)稱為發(fā)射結(jié)(Je) c-b間的pn結(jié)稱為集電結(jié)(Jc) 中間部分稱為基區(qū)，連上電極稱為基極，用B或b表示Base）； 一側(cè)稱為發(fā)射區(qū)，電極稱為發(fā)射極，用E或e表示Emitter）； 另一側(cè)稱為集電區(qū)和集電極，用C或c表示Collector）。兩種極性的雙極型晶體管兩種極性的雙極型晶體管 雙極型晶體管的符號在圖的下方給出，雙極型晶體管的符號在圖的下方給出，發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射極電流的實際方向。發(fā)射極的箭頭代表發(fā)射極電流的實際方向。 從外表上看兩個從外表上看兩個N區(qū)區(qū),(或兩個或兩個P區(qū)區(qū))是對稱是對稱的，實際上發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大，集電區(qū)摻雜的，實際上發(fā)射區(qū)的摻雜濃度大，集電區(qū)摻雜

3、濃度低，且集電結(jié)面積大?；鶇^(qū)要制造得很薄，濃度低，且集電結(jié)面積大?；鶇^(qū)要制造得很薄，其厚度一般在幾個微米至幾十個微米。其厚度一般在幾個微米至幾十個微米。 加在各加在各PN 結(jié)上的電壓為：結(jié)上的電壓為：PNP 管：管：NPN管：管： 根據(jù)兩個結(jié)上電壓的正負(fù)，晶體管可有根據(jù)兩個結(jié)上電壓的正負(fù)，晶體管可有 4 種工作狀態(tài)：種工作狀態(tài)：E 結(jié)結(jié) 工作狀態(tài)工作狀態(tài)放大狀態(tài)，用于模擬電路放大狀態(tài)，用于模擬電路飽和狀態(tài)，用于數(shù)字電路飽和狀態(tài)，用于數(shù)字電路截止?fàn)顟B(tài)，用于數(shù)字電路截止?fàn)顟B(tài)，用于數(shù)字電路倒向放大狀態(tài)倒向放大狀態(tài)C 結(jié)結(jié) CBBCEBBEVVVVVV,BCCBBEEBVVVVVV,2、偏壓與工作狀態(tài)

4、、偏壓與工作狀態(tài)放大狀態(tài)：放大狀態(tài)：飽和狀態(tài)：飽和狀態(tài)：截止?fàn)顟B(tài)：截止?fàn)顟B(tài)：倒向放大狀態(tài)：倒向放大狀態(tài)：3、少子分布與能帶圖、少子分布與能帶圖 NPN 晶體管在平衡狀態(tài)下的能帶圖：晶體管在平衡狀態(tài)下的能帶圖：ECEFEVNNP 4、NPN 晶體管在晶體管在 4 種工作狀態(tài)下的能帶圖：種工作狀態(tài)下的能帶圖： NPN 晶體管在晶體管在 4 種工作狀態(tài)下的能帶圖：種工作狀態(tài)下的能帶圖：放大狀態(tài)：放大狀態(tài)：飽和狀態(tài)：飽和狀態(tài)：截止?fàn)顟B(tài)：截止?fàn)顟B(tài)：倒向放大狀態(tài)：倒向放大狀態(tài)： （1） 基區(qū)必須很薄，即基區(qū)必須很薄，即WB NB 。 晶體管放大電路有兩種基本類型，即晶體管放大電路有兩種基本類型，即 共基極

5、接法共基極接法 與與 共發(fā)射共發(fā)射極接法極接法 。 先討論共基極接法以先討論共基極接法以PNP 管為例）：管為例）：BECBPNPNENBNCIEIBICnnpIFVEVEECEVVE0IFVCnpIRVCVC0IRCRcdVdIr1IFIRVEVCnpnIFIRVEVCnpnICIEEBCBIErErCRLVJrdndpJJJdpJdnJrJP區(qū)區(qū)N區(qū)區(qū)pxnx0 為了理解晶體管中的電流變化情況，先復(fù)習(xí)一下為了理解晶體管中的電流變化情況，先復(fù)習(xí)一下 PN 結(jié)中結(jié)中的電流：的電流： 忽略勢壘區(qū)產(chǎn)生復(fù)合電流，忽略勢壘區(qū)產(chǎn)生復(fù)合電流， 處于放大狀態(tài)的晶體管內(nèi)部的處于放大狀態(tài)的晶體管內(nèi)部的各電流成分

6、如下圖所示：各電流成分如下圖所示：pEIpCInEIprInrInrnEEprpEpCCnrnEBnEpEEIIIIIIIIIIIII, 從從 IE 到到 IC ，發(fā)生了兩部分虧損：，發(fā)生了兩部分虧損： InE 與與 In r 。 要減小要減小 InE ，就應(yīng)使，就應(yīng)使NE NB ； 要減小要減小In r ，就應(yīng)使，就應(yīng)使WB LB 。pEIpCInEIprInrI 定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)零偏時的定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)零偏時的 IC 與與 IE 之比，稱之比，稱為共基極直流短路電流放大系數(shù)，記為為共基極直流短路電流放大系數(shù)，記為，即：，即：0, 0CBEBVVECIIBECBPNPNENB

7、NCIEIBIC 共發(fā)射極接法：共發(fā)射極接法： 定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)零偏時的定義：發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)零偏時的 IC 與與 IB 之比，稱之比，稱為共發(fā)射極直流短路電流放大系數(shù)，記為為共發(fā)射極直流短路電流放大系數(shù)，記為，即：，即：0, 0CBEBVVBCIIECBNPIEIBICPE 根據(jù)根據(jù) ，及，及 的關(guān)系，可得的關(guān)系，可得與與之間有如之間有如下關(guān)系：下關(guān)系：ECII 對于一般的晶體管，對于一般的晶體管，= 0.9500.995， = 20200 。1CEBIII1ECEECBCIIIIIIIpEnEnEpEpEEpEEpEJJJJJJJII11 定義：由發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流定義：由

8、發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流 IpE 與總的發(fā)射極電流與總的發(fā)射極電流IE 之比，稱為之比，稱為 注入效率或注入效率或 發(fā)射效率），記為發(fā)射效率），記為 ，即：，即：pEIpCInEIprInrI2、電流放大系數(shù)中間參數(shù)的定義、電流放大系數(shù)中間參數(shù)的定義 定義：基區(qū)中到達(dá)集電結(jié)的少子電流定義：基區(qū)中到達(dá)集電結(jié)的少子電流 IpC 與從發(fā)射結(jié)注入與從發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流基區(qū)的少子電流 IpE 之比，之比， 稱為稱為 基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)，記為基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)，記為*，即：，即：pEpCpEpCJJII 由于空穴在基區(qū)的復(fù)合，使由于空穴在基區(qū)的復(fù)合，使 JpC JpE 。pEIpCInEIprInrI3.基區(qū)傳

9、輸系數(shù)基區(qū)傳輸系數(shù) 1)用電流密度方程求基區(qū)傳輸系數(shù)用電流密度方程求基區(qū)傳輸系數(shù)用連續(xù)性方程用連續(xù)性方程求解基區(qū)非平求解基區(qū)非平衡載流子濃度衡載流子濃度00(0)exp1()exp10EBBBCBBBBqVppkTqVpWpkT222( )( )0BBoBppxpd pxdxLsinh( )(0)sinhBpBBBpWxLpxpWLBpWL( )(0) 1BBBxpxpW BBBBBBLWLxWpxpsinhsinh0 這里必須采用薄基區(qū)二極管的精確結(jié)果這里必須采用薄基區(qū)二極管的精確結(jié)果 ，即，即: BBBBBWxBBpCBBBBBBBxBBpELWLpqDdxdpqDJLWLWLpqDdxd

10、pqDJBsinh10,sinhcosh00pB(0)pB(x)x0WB近似式，忽略基區(qū)復(fù)合近似式，忽略基區(qū)復(fù)合精確式，考慮基區(qū)復(fù)合精確式，考慮基區(qū)復(fù)合 再利用近似公式：再利用近似公式： ( x 很小時），得：很小時），得：2211secxxh2211BBLWBBBBpEpCLWhLWJJseccosh1 根據(jù)基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)的定義，得：根據(jù)基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)的定義，得： 靜態(tài)下的空穴電荷控制靜態(tài)下的空穴電荷控制方程為：方程為：2)利用電荷控制法來求利用電荷控制法來求* 。BBBBBpCpEprWpqQJJJ2)0( 另一方面，由薄基區(qū)二極管的另一方面，由薄基區(qū)二極管的 近似近似 公式：公式： BBBp

11、EWpqDJ0 從上式可解出：從上式可解出： ，代入，代入 Jpr 中，得：中，得： BBpEBqDWJp0BEC0WBJpEJpC 上式中，上式中， 即代表了少子在基區(qū)中的復(fù)合引起的電即代表了少子在基區(qū)中的復(fù)合引起的電流虧損所占的比例。要減少虧損，應(yīng)使流虧損所占的比例。要減少虧損，應(yīng)使WB，LB。221BBLW 的典型值：的典型值：WB =1m，LB =10 m ，= 0. 9950 。BBBpCpEWpqJJ2)0(22211211BBpEpCBBpEpCLWJJLWJJ BBpEBqDWJp0BBBpEDWJ2222BBpELWJ3、基區(qū)渡越時間、基區(qū)渡越時間b 定義：少子在基區(qū)內(nèi)從發(fā)射

12、結(jié)渡越到集電結(jié)所需要的平均定義：少子在基區(qū)內(nèi)從發(fā)射結(jié)渡越到集電結(jié)所需要的平均時間，稱為少子的時間，稱為少子的 基區(qū)渡越時間，記為基區(qū)渡越時間，記為 。 可以設(shè)想，在可以設(shè)想，在 期間，基區(qū)內(nèi)的少子全部更新一遍，因而：期間，基區(qū)內(nèi)的少子全部更新一遍，因而：b。將：。將： 代入，得：代入，得：b。因而。因而 又可表為：又可表為：* 注意注意 與與 的區(qū)別如下：的區(qū)別如下：bBprBBJQBBbDW22pEBbJQ BBBpEBBBWpqDJWqpQ0,)0(212221BBLWBb 1BBBDW212，pCBpEBbJQJQBb 1* 的物理意義：的物理意義：時間，時間， 代表少子在單位時間內(nèi)的復(fù)

13、合幾率，因而代表少子在單位時間內(nèi)的復(fù)合幾率，因而 就代表就代表少子在基區(qū)停留期間被復(fù)合的幾率，而少子在基區(qū)停留期間被復(fù)合的幾率，而 則代表未復(fù)合則代表未復(fù)合掉的比例，也即到達(dá)集電結(jié)的少子電流與注入基區(qū)的少子電流掉的比例，也即到達(dá)集電結(jié)的少子電流與注入基區(qū)的少子電流bBbBb1B1 4、表面復(fù)合的影響自學(xué)）、表面復(fù)合的影響自學(xué)）之比。之比。代表少子在基區(qū)停留的平均代表少子在基區(qū)停留的平均 5、注入效率、注入效率 定義：由發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流定義：由發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流 IpE 與總的發(fā)射極電流與總的發(fā)射極電流IE 之比，稱為之比，稱為 注入效率或注入效率或 發(fā)射效率），記為發(fā)射效率），記

14、為 ，即：，即：pEnEnEpEpEEpEEpEJJJJJJJII11pEIpCInEIprInrI 當(dāng)當(dāng) WB LB 及及 WE NB ，即，即NB /NE） 1 ，則上，則上式可近似寫為：式可近似寫為： 知：知： ， 代入代入 中，中， 再利用愛因斯坦關(guān)系：再利用愛因斯坦關(guān)系： ，得：，得：注意：注意：DB 、DE 代表少子擴(kuò)散系數(shù)，代表少子擴(kuò)散系數(shù)，B 、E 代表多子遷移率。代表多子遷移率。BBBEEEqNqNNq1,1,1BBEBEEBEWDWD 1qkTDDEBBEBEEBWW 1得：得：111EBBBEEEBBBEED W ND W ND W ND W NWLL 利用利用 方塊電阻

15、方塊電阻 的概念，的概念， 可有更簡單的表達(dá)式。方塊電阻可有更簡單的表達(dá)式。方塊電阻表示一個正方形薄層材料的電阻，記為：表示一個正方形薄層材料的電阻，記為：R口口 。WdxxNqR0)(1口NWqWLWLR1口 對于均勻材料：對于均勻材料： 對于厚度方向?qū)τ诤穸确较騲方向上不均勻的材料：方向上不均勻的材料：。的典型值為：口口9900.0,1000,101BERR 1 1BERR口口BBBEEEWRWR1口口 對于均勻摻雜的發(fā)射區(qū)與基區(qū)，有：對于均勻摻雜的發(fā)射區(qū)與基區(qū)，有：中，可將中，可將 表示為最簡單的形式：表示為最簡單的形式：BEEBWW 1 代入前面得到的代入前面得到的 公式公式1 122

16、121BEBBRRLW口口1 由由 ，可得：，可得：EpCECECJJJJII1 222BEBBRRLW口口口口 6、電流放大系數(shù)與虧損因子、電流放大系數(shù)與虧損因子上式中：上式中： ，稱為，稱為 虧損因子。虧損因子。121121122122BEBBBEBBRRLWRRLW口口口口*pEJpEJ，將其代入少子電流方程，求出，將其代入少子電流方程，求出 與與 ，進(jìn)而，進(jìn)而 基區(qū)雜質(zhì)分布的不均勻會在基區(qū)中產(chǎn)生一個內(nèi)建電場，使基區(qū)雜質(zhì)分布的不均勻會在基區(qū)中產(chǎn)生一個內(nèi)建電場，使少子在基區(qū)內(nèi)以漂移運(yùn)動為主，故緩變基區(qū)晶體管又稱為少子在基區(qū)內(nèi)以漂移運(yùn)動為主，故緩變基區(qū)晶體管又稱為 漂移漂移晶體管。晶體管。

17、以以NPN 管為例，結(jié)電壓為管為例，結(jié)電壓為 VBE 與與 VBC 。 本節(jié)主要思路：令基區(qū)多子電流為零，解出基區(qū)內(nèi)建電場本節(jié)主要思路：令基區(qū)多子電流為零，解出基區(qū)內(nèi)建電場求出基區(qū)渡越時間求出基區(qū)渡越時間 ，最后求出：，最后求出： Bb1* xnJBnE,BQBbnEQJ 1、內(nèi)建電場的形成、內(nèi)建電場的形成雜質(zhì)濃度分布圖：雜質(zhì)濃度分布圖：0jCxjExPNN xNB0 xjCxjEx xNECN 在實際的緩變基區(qū)晶體管中，在實際的緩變基區(qū)晶體管中， = 4 8 。 設(shè)基區(qū)雜質(zhì)濃度分布為：設(shè)基區(qū)雜質(zhì)濃度分布為： 式中式中 是表征基區(qū)內(nèi)雜質(zhì)是表征基區(qū)內(nèi)雜質(zhì)變化程度的一個參數(shù)：變化程度的一個參數(shù)：

18、當(dāng)當(dāng) = 0 時為均勻基區(qū)。時為均勻基區(qū)。BBBWxNxNexp)0()()()0(lnBBBWNNexp)0()(BBBNWNBW0BBWNx 0BN xNB 由于由于 ， ，故對電子起加速作用，稱為，故對電子起加速作用，稱為加速場加速場 。 令基區(qū)多子電流為零：令基區(qū)多子電流為零：0)()(xpqdxxdpqDJBpBpp 得內(nèi)建電場為：得內(nèi)建電場為：00dxdNBdxxdpxpDBBpp)()(1 小注入時，基區(qū)中總的多子濃度即為平衡多子濃度：小注入時，基區(qū)中總的多子濃度即為平衡多子濃度：)()()(xNxpxpBBOBdxxdNxNDBBnn)()(1 將基區(qū)電場將基區(qū)電場 代入電子電

19、流方程中，可得注入基區(qū)的少子代入電子電流方程中，可得注入基區(qū)的少子電流為：電流為： 2、基區(qū)少子分布與少子電流、基區(qū)少子分布與少子電流BBBBnEnnBnnBdndnndNJqDqnqDqDdxdxNdx 00BBWWnEBnBBJN dxqDd n N 01exp)(0kTqVnWnBCBBB BBnEBnBBdndNJNxqDNndxdx BBnd n NqDdx ()()(0)(0)nBBBBBBqDnWNWnN (0)(0)nBBqD nNBWBpBdxNqR011口口 根據(jù)非均勻材料方塊電阻表達(dá)式，緩變基區(qū)的方塊電阻為：根據(jù)非均勻材料方塊電阻表達(dá)式，緩變基區(qū)的方塊電阻為：于是于是 J

20、nE 可表示為：可表示為：1exp)0()0(2kTqVNnnBEBiB1exp02kTqVdxNnqDBEWBinB 000BBBBnEWBqD nnJNx dx1exp1exp21212kTqVnRqkTkTqVnDRqJBEiBnpBEinBpnE口口 下面求基區(qū)少子分布下面求基區(qū)少子分布 nB (x) : 在前面的積分中將下限由在前面的積分中將下限由 0 改為基區(qū)中任意位置改為基區(qū)中任意位置 x ，得：，得：( )( )BnBBnEWBxqD nx NxJN dx由上式可解出由上式可解出 nB (x) 為：為： ( )( )( )0 exp( )1exp1BBWnEBBxnBWnEBx

21、nBBBnEBnJnxNx dxqD NxJxNdxqD NxWx WJWqD對于均勻基區(qū)：對于均勻基區(qū)： 0lim101nEBBBnBBJWxxnxnqDWW縱軸：縱軸：橫軸：橫軸： xnWJqDBBnEBBWx1exp1( )BnEBBnx WJWnxqD211eBBbDW23、基區(qū)渡越時間與基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)、基區(qū)渡越時間與基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) 2202BWBBBbnEnEnqnx dxQWeJJD 對于均勻基區(qū)，對于均勻基區(qū)， BBbDW2lim2011222BBbDW 當(dāng)當(dāng) 時，時， 分別為：分別為： 這表這表明明 由于內(nèi)建電場的存在使少子的渡越時間大為減小。由于內(nèi)建電場的存在使少子的渡越時間大為

22、減小。864，112，6414361083 當(dāng)當(dāng) 較大時，上式可簡化為：較大時，上式可簡化為：進(jìn)一步可求得基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)進(jìn)一步可求得基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) 為：為：*2211bBBBWL4、注入效率與電流放大系數(shù)、注入效率與電流放大系數(shù) 已知從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子電流為：已知從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子電流為：類似地可得從基區(qū)注入發(fā)射區(qū)的空穴電流為：類似地可得從基區(qū)注入發(fā)射區(qū)的空穴電流為：上式中：上式中：1exp2B1kTqVnRqkTJBEipnnE口1exp2EkTqVnRqkTJBEipnpE口EBWEnWBpdxNqRdxNqR0E0B11,1口口口口1111111BEBEnEpEpEnEnEEnERR

23、RRJJJJJJJ口口口口于是可得緩變基區(qū)晶體管的注入效率為：于是可得緩變基區(qū)晶體管的注入效率為：以及：以及：22112111111EBBBEBBBRWLRRWLR 口口口口5、 小電流時小電流時 的下降的下降 實測表明，實測表明， 與發(fā)射極電流與發(fā)射極電流 IE 有如下圖所示的關(guān)系。有如下圖所示的關(guān)系。 上式中：上式中：nErEBErEpEnEnEEnEJJRRJJJJJJ111口口口口 原因：發(fā)射結(jié)正向電流很小時，發(fā)射結(jié)勢壘區(qū)復(fù)合電流原因：發(fā)射結(jié)正向電流很小時，發(fā)射結(jié)勢壘區(qū)復(fù)合電流 JrE 的比例增大，使注入效率下降。當(dāng)?shù)谋壤龃螅棺⑷胄氏陆?。?dāng) JrE 不能被忽略時有：不能被忽略時有

24、：kTqVnLNxJJBEiBEdnErE2exp2 當(dāng)電流很小，即當(dāng)電流很小，即 VBE 很小時，很小時， 很大，使很大，使 很小，從而很小，從而 很小。很小。nErEJJ 隨著電流的增大，隨著電流的增大， 減小，當(dāng)減小，當(dāng) 但仍不能被忽略但仍不能被忽略時，有：時，有：nErEJJ1nErEJJnErEBEJJRR11口口 當(dāng)電流很大時，當(dāng)電流很大時， 又會開始下降，這是由于大注入效應(yīng)和又會開始下降，這是由于大注入效應(yīng)和基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng)引起的。基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng)引起的。 當(dāng)電流繼續(xù)增大到當(dāng)電流繼續(xù)增大到 可以被忽略時，則有：可以被忽略時，則有：nErEJJ11BERR口口 6、重?fù)诫s的影響、重?fù)诫s的影

25、響 重?fù)诫s效應(yīng)：當(dāng)重?fù)诫s效應(yīng)：當(dāng) NE 太高時，不但不能提高注入效率太高時，不但不能提高注入效率 ，反而會使其下降，從而使反而會使其下降，從而使 和和 下降。下降。 原因：發(fā)射區(qū)禁帶寬度變窄原因：發(fā)射區(qū)禁帶寬度變窄 與與 俄歇復(fù)合增強(qiáng)。俄歇復(fù)合增強(qiáng)。 對于室溫下的對于室溫下的 Si ：212163kTNqqEsEsG1022.52118meVNEEG (1) 禁帶變窄禁帶變窄GEVEVECECEGEGE 發(fā)射區(qū)禁帶變窄后，會使其本征載流子濃度發(fā)射區(qū)禁帶變窄后，會使其本征載流子濃度 ni 發(fā)生變化：發(fā)生變化： kTERRJJkTERRnnRRJJkTqVnRqkTJkTqVnRqkTJnkTEn

26、kTEENNnkTENNnGBEnEpEGBEiBiEBEnEpEBEiEEnppEBEiBBnpnEiBGiBGGvciEGvciBexp11,exp,1exp,1exp,expexp,exp112212212222口口口口口口口口而先增大。但當(dāng)而先增大。但當(dāng) NE 超越超越 后，后， 反而下降，反而下降， 當(dāng)當(dāng)NE 增大時，增大時， 減小，減小， 增加，增加， 隨隨NE 增增大大1BERR口口口口 kTEGexp319105 1cm）（從而導(dǎo)致從而導(dǎo)致 與與 的下降。的下降。 (2) 俄歇復(fù)合增強(qiáng)俄歇復(fù)合增強(qiáng)EEEDN kTERRJJGBEnEpEexp111口口ELpEJ8、異質(zhì)結(jié)晶體管

27、、異質(zhì)結(jié)晶體管HBT） 上式中，上式中， ，當(dāng)，當(dāng) 時，時， ， 那么那么 ： GEGBGEEEGBGEEE0GE kTERRRRGexp11B1EB1E口口異口口同1exp kTEG同異7、低發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度晶體管本小節(jié)內(nèi)容自學(xué)）、低發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度晶體管本小節(jié)內(nèi)容自學(xué)） 選擇不同的材料來制作發(fā)射區(qū)與基區(qū)，使兩區(qū)具有不同的選擇不同的材料來制作發(fā)射區(qū)與基區(qū)，使兩區(qū)具有不同的禁帶寬度，則有：禁帶寬度，則有：第三章第三章 習(xí)題習(xí)題1、4、（、（ ）5、（、（ ）8、12、17、23、 思考題：思考題：15、25、26、27、28、29、30穿通電壓）穿通電壓）1218,2scmDmWBB241210,

28、18mAscmDEB 本節(jié)以緩變基區(qū)本節(jié)以緩變基區(qū)NPN 管為例，推導(dǎo)出在發(fā)射結(jié)和集電結(jié)管為例，推導(dǎo)出在發(fā)射結(jié)和集電結(jié)上均外加任意電壓時晶體管的電流電壓方程。電流的參考方向上均外加任意電壓時晶體管的電流電壓方程。電流的參考方向和電壓的參考極性如下圖所示。和電壓的參考極性如下圖所示。EBCIEIBICVCEVBEVBCNN+P+- - - - 推導(dǎo)電流電壓方程時，利用擴(kuò)散方程的解具有線性迭加性推導(dǎo)電流電壓方程時，利用擴(kuò)散方程的解具有線性迭加性的特點(diǎn)：方程在的特點(diǎn)：方程在 “邊界條件邊界條件1” 時的解時的解n1(x) 與在與在 “邊界條件邊界條件2” 時的解時的解n2(x) 的和的和n1(x)

29、+ n2(x)，等于以，等于以 “邊界條件邊界條件1與邊界條與邊界條件件2的和的和” 為邊界條件時的解為邊界條件時的解n (x) 。)()()(21xnxnxn)(1xn)(2xn0, 0BCBEVV0, 0BCBEVV0, 0BCBEVV0BW1、集電結(jié)短路、集電結(jié)短路 ( VBC = 0 ) 時的電流時的電流1exp1exp1expB12002kTqVIkTqVRRnqkTAkTqVdxNDdxNDqnAIIIBEESBEEipnEBEWEEWBBiEpEnEEEB口口1exp02kTqVdxNnqDAIBEWBiBEnEB1exp02kTqVdxNnqDAIBEWEiEEpEE 上式中，

30、上式中，IES 代表發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)零偏時的發(fā)射極電代表發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)零偏時的發(fā)射極電流，相當(dāng)于單獨(dú)的發(fā)射結(jié)構(gòu)成的流，相當(dāng)于單獨(dú)的發(fā)射結(jié)構(gòu)成的PN 結(jié)二極管的反向飽和電流。結(jié)二極管的反向飽和電流。 于是可得三個電極的電流為：于是可得三個電極的電流為：1exp)1 (1exp1expkTqVIIIIkTqVIIIkTqVIIBEESCEBBEESECBEESE2、發(fā)射結(jié)短路、發(fā)射結(jié)短路 ( VBE = 0 ) 時的電流時的電流 把發(fā)射區(qū)當(dāng)作把發(fā)射區(qū)當(dāng)作 “集電區(qū)集電區(qū)” ，把集電區(qū)當(dāng)作，把集電區(qū)當(dāng)作 “發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)” ，就得到一個就得到一個 倒向晶體管，發(fā)射結(jié)短路就是倒向管的倒向晶體管，發(fā)

31、射結(jié)短路就是倒向管的 “集電結(jié)短集電結(jié)短路路” ，故可得：，故可得：1exp)1 (1exp1expkTqVIIkTqVIIkTqVIIBCCSRBBCCSREBCCSC 上式中，上式中， ICS 代表集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)零偏時的集電極電代表集電結(jié)反偏，發(fā)射結(jié)零偏時的集電極電流，相當(dāng)于單獨(dú)的集電結(jié)構(gòu)成的流，相當(dāng)于單獨(dú)的集電結(jié)構(gòu)成的PN 結(jié)二極管的反向飽和電流。結(jié)二極管的反向飽和電流。 R 代表倒向管的共基極直流短路電流放大系數(shù)，通常比代表倒向管的共基極直流短路電流放大系數(shù)，通常比 小得多。小得多。1exp1exp1exp1expkTqVIkTqVIIkTqVIkTqVIIBCCSBEESCBCC

32、SRBEESE3、 電流電壓方程電流電壓方程 由于三個電流之間滿足由于三個電流之間滿足 IE = IC + IB ，三個電流中只有兩，三個電流中只有兩個是獨(dú)立的。如果選取個是獨(dú)立的。如果選取 IE 與與 IC ，所得為共基極電流電壓方程，所得為共基極電流電壓方程，也稱為也稱為 “埃伯斯莫爾方程埃伯斯莫爾方程 ” ： 將上述兩種偏置條件下得到的電流相加，即可得到發(fā)射結(jié)將上述兩種偏置條件下得到的電流相加，即可得到發(fā)射結(jié)和集電結(jié)上均外加任意電壓時晶體管的電流電壓方程。和集電結(jié)上均外加任意電壓時晶體管的電流電壓方程。 如果選取如果選取 IB 與與 IC ，所得為共發(fā)射極電流電壓方程：，所得為共發(fā)射極電

33、流電壓方程：1exp1exp1exp)1 (1exp)1 (kTqVIkTqVIIkTqVIkTqVIIBCCSBEESCBCCSRBEESB 正向管與倒向管之間存在一個正向管與倒向管之間存在一個 互易關(guān)系：互易關(guān)系：CSRESII4、共基極輸出特性、共基極輸出特性 以輸入端的以輸入端的IE 作參變量，輸出端的作參變量，輸出端的IC 與與VBC 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 由共基極電流電壓方程：由共基極電流電壓方程：EBCIEICVBCNN+P+- -B1exp1exp1exp1expkTqVIkTqVIIkTqVIkTqVIIBCCSBEESCBCCSRBEESE消去消去VBE ，得：，得：

34、當(dāng)當(dāng)VBC = 0 時，時，在放大區(qū)，在放大區(qū)， VBC 0 ，且當(dāng)，且當(dāng) 時，時，ECIIqkTVBC|CBOECIII ICBO 代表發(fā)射極開路代表發(fā)射極開路( IE = 0 )、集電結(jié)反偏、集電結(jié)反偏 ( VBC 0 ) 時的集電極電流，稱為共基極反向截止電流。時的集電極電流，稱為共基極反向截止電流。1exp1exp)1(kTqVIIkTqVIIIBCCBOEBCCSREC 上式中，上式中，CSRCBOII)1( 共基極輸出特性曲線：共基極輸出特性曲線：CBOECIII 5、共發(fā)射極輸出特性、共發(fā)射極輸出特性 以輸入端的以輸入端的IB 為參變量，輸出端的為參變量，輸出端的 IC 與與VC

35、E 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。 由共發(fā)射極電流電壓方程：由共發(fā)射極電流電壓方程：ECBPNIBICNEVCE1exp1exp1exp)1 (1exp)1 (kTqVIkTqVIIkTqVIkTqVIIBCCSBEESCBCCSRBEESB1)(exp1exp11kTVVqIIkTqVIIICEBECEOBBCCBOBC上式中：上式中：或：或：CBOCBOCBOCEOIIII)1 (1CSRCEOII11消去消去VBE ，得：，得： 當(dāng)當(dāng) VBC = 0，或，或VBE = VCE 時，時， 在放大區(qū)，在放大區(qū)，VBC 0 ，或，或VBE VCE ，BCIICEOBCIII ICEO 代表基極開路代

36、表基極開路 ( IB = 0 ) 、集電結(jié)反偏、集電結(jié)反偏 ( VBC 0 ) 時時從發(fā)射極穿透到集電極的電流，稱為共發(fā)射極反向截止電流，從發(fā)射極穿透到集電極的電流，稱為共發(fā)射極反向截止電流，或共發(fā)射極穿透電流?；蚬舶l(fā)射極穿透電流。1)(expkTVVqIIICEBECEOBC 共發(fā)射極輸出特性曲線：共發(fā)射極輸出特性曲線： 圖中，虛線表示圖中，虛線表示VBC = 0 ，或，或VCE = VBE ，即放大區(qū)與飽，即放大區(qū)與飽和區(qū)的分界線。在虛線右側(cè)，和區(qū)的分界線。在虛線右側(cè)，VBC VBE ，為放，為放大區(qū)；在虛線左側(cè)，大區(qū)；在虛線左側(cè)，VBC 0 ，或，或VCE VBE ，為飽和區(qū)。，為飽和區(qū)

37、。1)(expkTVVqIIICEBECEOBC3兩種輸出特性曲線的比較兩種輸出特性曲線的比較第一，共射極輸出特性曲線中，較小第一，共射極輸出特性曲線中，較小IB的變化將的變化將引起較小引起較小IC的變化的變化;第二，共射極輸出特性曲線隨第二，共射極輸出特性曲線隨VCE增加而上翹；第三，共射極輸出特性在增加而上翹；第三，共射極輸出特性在VCE下降為零前下降為零前IC就已經(jīng)開始下降，而共基極輸出特就已經(jīng)開始下降，而共基極輸出特性曲線在性曲線在VCB=0時還保持水平，要到時還保持水平，要到VCB為負(fù)值為負(fù)值時才開始下降。時才開始下降。 幾種反向電流的小結(jié)：幾種反向電流的小結(jié)： (1) IES ：V

38、BE 0 、VBC = 0 時的時的 IE ，相當(dāng)于單個發(fā)射，相當(dāng)于單個發(fā)射結(jié)的反向飽和電流。結(jié)的反向飽和電流。 (2) ICS ：VBC 0 、VBE = 0 時的時的 IC ，相當(dāng)于單個集電，相當(dāng)于單個集電結(jié)的反向飽和電流。結(jié)的反向飽和電流。 (3) ICBO ：VBC 0 、IE = 0 時的時的 IC ，在共基極電路放大區(qū)中，在共基極電路放大區(qū)中，CSRCBOII)1(CBOECIIIexp1exp10BCBEEESR CSqVqVIIIkTkTln 10BEkTVq當(dāng)發(fā)射極開路時，發(fā)當(dāng)發(fā)射極開路時，發(fā)射結(jié)上存在浮空電勢，射結(jié)上存在浮空電勢，它的存在使它的存在使ICBO不同不同于于IC

39、S浮空電勢產(chǎn)生的原因：浮空電勢產(chǎn)生的原因：發(fā)射極浮動電勢是指當(dāng)發(fā)射極開路，集電結(jié)處于反發(fā)射極浮動電勢是指當(dāng)發(fā)射極開路，集電結(jié)處于反偏時，發(fā)射極的對地電壓。當(dāng)集電結(jié)反偏時，集電偏時，發(fā)射極的對地電壓。當(dāng)集電結(jié)反偏時，集電結(jié)抽取基區(qū)的電子結(jié)抽取基區(qū)的電子npn），一般情況下，），一般情況下，WBLB，因此少子濃度降低將延伸到發(fā)射結(jié)邊界，從而，因此少子濃度降低將延伸到發(fā)射結(jié)邊界，從而破壞了發(fā)射結(jié)原來的的平衡狀態(tài)，引起電子從發(fā)射破壞了發(fā)射結(jié)原來的的平衡狀態(tài)，引起電子從發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散，發(fā)射區(qū)失去電子，缺少負(fù)電荷，因區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散，發(fā)射區(qū)失去電子，缺少負(fù)電荷，因此發(fā)射結(jié)處于反向偏置，即出現(xiàn)浮動電勢。此發(fā)射

40、結(jié)處于反向偏置，即出現(xiàn)浮動電勢。ICBO計算公計算公式式1CBOCSRIIICS的測試電的測試電路路ICBO的的測試電路測試電路1CBOCSRII1EBOESRII+PN結(jié)的反向電流由擴(kuò)結(jié)的反向電流由擴(kuò)散電流和產(chǎn)生電流構(gòu)散電流和產(chǎn)生電流構(gòu)成，產(chǎn)生電流不遵守成，產(chǎn)生電流不遵守該關(guān)系式，只是一個該關(guān)系式，只是一個PN結(jié)的反向電流。結(jié)的反向電流。ICEO計算公計算公式式1CEOCBOIIICEO較較ICBO大大倍的原倍的原因因+= 6、基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)、基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)厄爾利效應(yīng)厄爾利效應(yīng) 在共發(fā)射極放大區(qū)，由前面的公式，在共發(fā)射極放大區(qū)，由前面的公式，IC =IB + ICEO , IC 與與VC

41、E 無關(guān)。但在實際的晶體管中，無關(guān)。但在實際的晶體管中，IC 隨隨VCE 的增大會略有的增大會略有增大。增大。 原因：當(dāng)原因：當(dāng)VCE 增大時，集電結(jié)反偏增大增大時，集電結(jié)反偏增大VBC = VBE - VCE），集電結(jié)耗盡區(qū)增寬，使中性基區(qū)的寬度變窄，），集電結(jié)耗盡區(qū)增寬，使中性基區(qū)的寬度變窄， 基區(qū)少子基區(qū)少子濃度分布的梯度濃度分布的梯度 增大，從而使增大，從而使IC 增大。這種現(xiàn)象即稱為增大。這種現(xiàn)象即稱為 基基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)，也稱為區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)，也稱為 厄爾利效應(yīng)。厄爾利效應(yīng)。|dxdn|WBWBWBWBxNNP00npx） 當(dāng)忽略基區(qū)中的復(fù)合與當(dāng)忽略基區(qū)中的復(fù)合與 ICEO 時，時

42、，1exp02kTqVdxNnqDAIIBEWBiBEnECBCEBBBWBBEiBEVCECdVdWWNdxNkTqVnqDAVIBBE)(11exp202CEBBBWBCdVdWWNdxNIB)(10oACrVI1中的部分，即中的部分，即 。上式中：上式中：稱為稱為 厄爾利電壓厄爾利電壓 。，稱為，稱為 共發(fā)射極增量輸出電阻。共發(fā)射極增量輸出電阻。 ，為集電結(jié)耗盡區(qū)進(jìn)入基區(qū)，為集電結(jié)耗盡區(qū)進(jìn)入基區(qū)CACCEoIVIVrCEdBBBWBCEBBBWBAdVdxWNdxNdVdWWNdxNVBB)()(00px212CECBBCsdBVNNNNqx 對于均勻基區(qū)，對于均勻基區(qū)，或：或： 可見，

43、為減小厄爾利效應(yīng)，應(yīng)增大基區(qū)寬度可見，為減小厄爾利效應(yīng)，應(yīng)增大基區(qū)寬度WB ， 減小集減小集電結(jié)耗盡區(qū)在基區(qū)內(nèi)的寬度電結(jié)耗盡區(qū)在基區(qū)內(nèi)的寬度 xdB ，即增大基區(qū)摻雜濃度，即增大基區(qū)摻雜濃度 NB 。,0CEBBABBWBdVdWWVWNdxNB,2dBCEBCEdBBAxVWVddxWV 如果假設(shè)如果假設(shè) ，則無厄爾利效應(yīng)，則無厄爾利效應(yīng)，0CEdBdVdx0CECVI此時此時 IC 與與VCE 無關(guān)。無關(guān)。,0CECVI,0rVA實際上，實際上， ，故，故VA 與與 r0 均為正的有限值，均為正的有限值，0CEdBdVdx VA 的幾何意義：的幾何意義：1、共基極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿

44、電壓、共基極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓 知知 PN 結(jié)的雪崩倍增因子結(jié)的雪崩倍增因子 M 可以表示為：可以表示為：它表示進(jìn)入勢壘區(qū)的原始電流經(jīng)雪崩倍增后放大的倍數(shù)。它表示進(jìn)入勢壘區(qū)的原始電流經(jīng)雪崩倍增后放大的倍數(shù)。 在工程實際中常用下面的經(jīng)驗公式來表示當(dāng)已知擊穿電壓在工程實際中常用下面的經(jīng)驗公式來表示當(dāng)已知擊穿電壓時時 M 與外加電壓之間的關(guān)系：與外加電壓之間的關(guān)系：當(dāng)當(dāng)V= 0 時，時，M = 1 ; 當(dāng)當(dāng)V VB 時，時，M 。鍺鍺PN 結(jié)結(jié):硅硅PN 結(jié)結(jié):S = 6 (PN+)S = 3 (P+N)S = 2 (PN+)S = 4 (P+N)dx0-11dxMiSBVVM11 對于

45、晶體管，在共基極接法的放大區(qū)中，對于晶體管，在共基極接法的放大區(qū)中， ，CBOECIII當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時，當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時， 成為：成為：CBOECBOECIAIIMIMI 上式中，上式中， ， ，分別為計入雪崩倍增，分別為計入雪崩倍增效應(yīng)后的放大系數(shù)與反向截止電流。效應(yīng)后的放大系數(shù)與反向截止電流。MACICBOCBOIMI倍。增大了與均比與這時時，當(dāng)。，取則管的：某硅例0.02630.9955,0263. 1(0.4)-114 . 0497. 0,99. 0*,98. 0NPN14CBOCBOBBCIIAMAMVVS 定義：將發(fā)射極開路時，使定義：將發(fā)射極開路時，使 ICBO 時的時

46、的VBC稱稱為共基極集電結(jié)雪崩擊穿電壓為共基極集電結(jié)雪崩擊穿電壓 ，記為，記為BVCBO 。 顯然，當(dāng)顯然，當(dāng)VBC VB 時，時，M , ICBO ，所以，所以BVCBO = VB 。 雪崩擊穿對共基極輸出特性曲線的影響：雪崩擊穿對共基極輸出特性曲線的影響： 2、共發(fā)射極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓、共發(fā)射極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓 在共發(fā)射極接法的放大區(qū)中，有：在共發(fā)射極接法的放大區(qū)中，有： 當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時，當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時，IC 成為：成為： 上式中，上式中，分別為計入雪崩倍增效應(yīng)后的放大系數(shù)與穿透電流。分別為計入雪崩倍增效應(yīng)后的放大系數(shù)與穿透電流。1-1CBOBCEO

47、BCIIIIICEOBCBOBCIBIMIMIMMI1-1AIMIMIAAMMBCBOCBOCEO11,11 可見雪崩倍增對可見雪崩倍增對 與與ICEO 的影響要比對的影響要比對 與與ICBO 的影響的影響大得多?；蛘哒f，雪崩倍增對共發(fā)射極接法的影響要比對共基大得多?；蛘哒f，雪崩倍增對共發(fā)射極接法的影響要比對共基極接法的影響大得多。極接法的影響大得多。倍。的與均是與這時。時當(dāng)。中的晶體管相同，：與例例8 . 6220A-1AB0.9955,A1.0263, 0.44, 5 .32,97. 012CEOCEOBBCIIBMMVVS 定義：將基極開路時，使定義：將基極開路時，使 ICEO 時的時的

48、 VCE 稱為集電稱為集電極發(fā)射極擊穿電壓，記為：極發(fā)射極擊穿電壓，記為：BVCEO 。 BVCEO 與與 BVCBO 的關(guān)系：的關(guān)系： 當(dāng)當(dāng) 時，即時，即 時，時， ，將此關(guān)系，將此關(guān)系1MVBVBVSCEOCBO6132.5147147V45 .32134時，當(dāng)。，中的晶體管相同，：與例例1MACEOCEBVV代入代入M 中，得：中，得：111CEOBMVV111CBOsCEOCBOsBVBVBV 在擊穿的起始階段電流還很小，在擊穿的起始階段電流還很小， 在小電流下變小，使?jié)M在小電流下變小，使?jié)M足擊穿條件足擊穿條件 的的 M 值較大，擊穿電壓值較大，擊穿電壓 BVCEO 也就較高。也就較高

49、。隨著電流的增大，隨著電流的增大， 恢復(fù)到正常值，使?jié)M足恢復(fù)到正常值，使?jié)M足 的的M值減小，值減小，擊穿電壓也隨之下降到與正常的擊穿電壓也隨之下降到與正常的 與與 值相對應(yīng)的值相對應(yīng)的 ，使曲線的擊穿點(diǎn)向左移動，形成一段負(fù)阻區(qū)。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)阻區(qū)時，使曲線的擊穿點(diǎn)向左移動，形成一段負(fù)阻區(qū)。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)阻區(qū)時，上式應(yīng)該改為：上式應(yīng)該改為： 原因：原因：SCBOBV1MCBOCEOIMMI1 曲線中有時曲線中有時會出現(xiàn)一段會出現(xiàn)一段 負(fù)阻區(qū)。圖中，負(fù)阻區(qū)。圖中， VSUS 稱為維持電壓。稱為維持電壓。CECEOVI1MICEOBVCEOVCEVSUSIC0負(fù)阻區(qū)負(fù)阻區(qū)111CBOsCEOCBOsBVBVBV

50、 4、發(fā)射極與基極間接有一定外電路時的反向電流、發(fā)射極與基極間接有一定外電路時的反向電流（本小節(jié)內(nèi)容請同學(xué)們自學(xué)。）（本小節(jié)內(nèi)容請同學(xué)們自學(xué)。）susV 雪崩擊穿對共發(fā)射極輸出特性曲線的影響：雪崩擊穿對共發(fā)射極輸出特性曲線的影響：晶體管的各種偏置條件晶體管的各種偏置條件測試測試BVCES的電路示意圖的電路示意圖BVCES 基極對發(fā)射極短路時的基極對發(fā)射極短路時的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓BVCER基極接有電阻基極接有電阻RB時的時的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓BVCEX基極接有反向偏壓時的基極接有反向偏壓時的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓各種擊穿電壓的大小關(guān)系各種擊穿電壓的大小關(guān)系BVC

51、EO BVCER BVCEX BVCES NB NC ， 故故 BVCBO 取決于取決于NC ， BVEBO 取決于取決于NB , 且且 BVCBO BVEBO 。4、基區(qū)穿通效應(yīng)、基區(qū)穿通效應(yīng)1基區(qū)穿通電壓基區(qū)穿通電壓 當(dāng)集電結(jié)上的反向電壓增大到其勢壘區(qū)將基區(qū)全部占據(jù)，當(dāng)集電結(jié)上的反向電壓增大到其勢壘區(qū)將基區(qū)全部占據(jù)， WB = 0 時，時， IC 將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為 基區(qū)穿通，相應(yīng)的基區(qū)穿通，相應(yīng)的集電結(jié)反向電壓稱為集電結(jié)反向電壓稱為 穿通電壓，記為穿通電壓，記為Vpt 。WBNNP0穿通電壓穿通電壓 VPT 的計算的計算：的計算的計算：212ptbiBCBC

52、SBVVNNqNNW集電結(jié)基區(qū)一側(cè)的集電結(jié)基區(qū)一側(cè)的空間電荷區(qū)寬度等空間電荷區(qū)寬度等于基區(qū)寬度時于基區(qū)寬度時22BCSBCBptWNNNqNV忽略忽略Vbi防止基區(qū)穿通的措施：提高防止基區(qū)穿通的措施：提高WB和和NB，這與防，這與防止基區(qū)寬變效應(yīng)一致，與提高電流放大系數(shù)相止基區(qū)寬變效應(yīng)一致，與提高電流放大系數(shù)相矛盾。矛盾。2)基區(qū)穿通時的基區(qū)穿通時的 BVCBO基區(qū)穿通時的基區(qū)穿通時的 BVCBO與與Vpt是否相等？為什么？是否相等？為什么？EBOptCBOBVVBV在進(jìn)行在進(jìn)行BVCBO的測試時，發(fā)的測試時，發(fā)射結(jié)上存在浮空電勢，它使射結(jié)上存在浮空電勢，它使其反偏，發(fā)生穿通時，由于其反偏，發(fā)

53、生穿通時，由于發(fā)射結(jié)反偏，所以并未發(fā)生發(fā)射結(jié)反偏，所以并未發(fā)生擊穿，直到發(fā)射結(jié)達(dá)到擊穿擊穿，直到發(fā)射結(jié)達(dá)到擊穿電壓才發(fā)生擊穿。電壓才發(fā)生擊穿。3)基區(qū)穿通時的基區(qū)穿通時的 BVCEOptFptCEOVVVBV的現(xiàn)象，產(chǎn)生擊穿。就會發(fā)生電流急劇增加達(dá)到開啟電壓時，稍微增加一點(diǎn)，當(dāng)因此只要正偏，當(dāng)發(fā)生穿通時，BECEptCBBEBECBCEVVVVVVVV, 防止基區(qū)穿通的措施防止基區(qū)穿通的措施 ：增大：增大 WB 與與 NB 。這與防止厄爾利。這與防止厄爾利效應(yīng)的措施相一致，但與提高效應(yīng)的措施相一致，但與提高 放大系數(shù)放大系數(shù) 與與 的要求相反。的要求相反。 在平面型晶體管中，在平面型晶體管中，

54、NB NC ，勢壘區(qū)主要向集電區(qū)擴(kuò)展，勢壘區(qū)主要向集電區(qū)擴(kuò)展，一般不易發(fā)生基區(qū)穿通。但可能由于材料的缺陷或工藝的不當(dāng)一般不易發(fā)生基區(qū)穿通。但可能由于材料的缺陷或工藝的不當(dāng)而發(fā)生局部穿通。而發(fā)生局部穿通。VCEVSUSIC0Vpt 知知 要使要使 增加，應(yīng)使增加，應(yīng)使 減小與減小與 增大。增大。但但 的減小受重?fù)诫s效應(yīng)的限制，而的減小受重?fù)诫s效應(yīng)的限制，而 的增大受厄爾利的增大受厄爾利效應(yīng)與基區(qū)穿通的限制，此外效應(yīng)與基區(qū)穿通的限制，此外 ， 的增大還會使基極電阻的增大還會使基極電阻 增大，影響晶體管的功率、頻率與噪聲特性。以下的分析以增大，影響晶體管的功率、頻率與噪聲特性。以下的分析以 PNP

55、管為例。管為例。,11BERR口口口口ER口口1BR口口ER口口1BR口口1BR口口bbr梳狀晶體管的結(jié)構(gòu)與基極電流的流動情況梳狀晶體管的結(jié)構(gòu)與基極電流的流動情況有源區(qū)內(nèi)，由于邊流有源區(qū)內(nèi)，由于邊流動，邊復(fù)合及邊向發(fā)動，邊復(fù)合及邊向發(fā)射區(qū)注入，基極電流射區(qū)注入，基極電流逐漸減小，在發(fā)射區(qū)逐漸減小，在發(fā)射區(qū)中心處的基極電流為中心處的基極電流為零。零。1、方塊電阻和基極電阻的構(gòu)成、方塊電阻和基極電阻的構(gòu)成 對于均勻材料對于均勻材料: 對于沿厚度方向?qū)τ谘睾穸确较?( x 方向方向 ) 不均勻的材料不均勻的材料:NWqWWLWLR11口WWNdxqdxR0011口口 對于矩形的薄層材料，總電阻就是對

56、于矩形的薄層材料，總電阻就是 乘以電流方向上的乘以電流方向上的方塊個數(shù)，即方塊個數(shù)，即:口口R口口方塊個數(shù)） RRdLWdLR( 晶體管中各個區(qū)的方塊電阻分別為晶體管中各個區(qū)的方塊電阻分別為:發(fā)射區(qū)：發(fā)射區(qū)：jexoEpEdxNqR1口口 有源基區(qū)：有源基區(qū)： 指正對著發(fā)射區(qū)下方的在指正對著發(fā)射區(qū)下方的在 WB = xjC - xjE 范范圍內(nèi)的基區(qū)，也稱為圍內(nèi)的基區(qū)，也稱為 工作基區(qū)工作基區(qū) 或或 內(nèi)基區(qū)內(nèi)基區(qū) 。BjcjeWBnBxxBnBdxNqRdxNqR0111,1口口口口或或 無源基區(qū)：指在發(fā)射區(qū)下方以外從表面到無源基區(qū)：指在發(fā)射區(qū)下方以外從表面到 xjC 處的基區(qū)，處的基區(qū)，也稱為也稱為 非工作基區(qū)非工作基區(qū) 或或 外基