晶體管原理-0607

1、半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-1-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管第一節(jié)第一節(jié) 晶體管的直流特性晶體管的直流特性 通過改變一個PN結的偏壓來控制其附近另一個PN結電流的方法稱為雙極晶體管效應。雙極結型晶體管: Bipolar Junction Transistor3.1.1 基本結構與分類基本結構與分類 v基本結構基本結構 半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-2-第三章第三章 雙極

2、結型晶體管雙極結型晶體管晶體管的分類晶體管的分類按使用范圍分;按制作工藝和管芯結構形式分:1) 合金管合金管：雜質分布特點: 三個區(qū)近似均勻分布,兩個pn結都是突變結缺點:基區(qū)較寬,頻率特性較差-I.晶體管的直流特性2) 合金擴散管合金擴散管：雜質分布特點: 發(fā)射區(qū)和集電區(qū)均勻分布、基區(qū)緩變分布,發(fā)射結為突變結集電結為緩變結缺點:基區(qū)較窄,頻率特性較好半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-3-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管3) 外延平面管外延平面管 雜質分布特點: 雜質濃度發(fā)射區(qū)最高、

3、基區(qū)次之、集電區(qū)最低,基區(qū)緩變分布,兩個pn結都是緩變結 優(yōu)點: 基區(qū)窄,頻率特性好-I.晶體管的直流特性理論分析理論分析： 均勻基區(qū)晶體管(擴散型晶體管)和緩變基區(qū)晶體管(漂移型晶體管)晶體管少子分布與能帶圖晶體管少子分布與能帶圖 分析晶體管的少子濃度分布時,應先根據邊界條件確定邊界上少子濃度結定律、電極接觸處; 能帶圖平衡時有統(tǒng)一的費米能級，正偏勢壘降低,反偏勢壘升高半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-4-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管3.1.2 晶體管的放大機理晶體管的放大機理

4、 晶體管具有放大信號的功能.-I.晶體管的直流特性v晶體管中的電流傳輸晶體管中的電流傳輸1) 兩種基本放大電路兩種基本放大電路 半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-5-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管2) 晶體管中的電流傳輸晶體管中的電流傳輸-I.晶體管的直流特性v NPN管共基極偏置電路與晶體管的能帶圖半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-6-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管v

5、晶體管中的電流傳輸- I.晶體管的直流特性對于NPN晶體管,電子電流是主要成分.電子電流的兩次損失結果:nCnEEIII半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-7-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管晶體管直流電流放大系數晶體管直流電流放大系數 1)定義定義:共基極電路中,發(fā)射結正偏、集電結零偏(輸出端短路)時的IC與IE之比,稱為共基極直流短路電流放大系數,記為 .- I.晶體管的直流特性0, 0BCBEVVECII0, 0BCBEVVECFBIIh 定義定義:共基極電路中,發(fā)射結正偏、集電

6、結反偏時的IC與IE之比,稱為共基極靜態(tài)電流放大系數,記為hFB. 定義定義:共發(fā)射極電路中,發(fā)射結正偏、集電結零偏(輸出端短路)時的IC與IB之比,稱為共發(fā)射極直流短路電流放大系數,記為 .0, 0BCBEVVBCII0, 0BCBEVVBCFEIIh 定義定義:共基極電路中,發(fā)射結正偏、集電結反偏時的IC與IE之比,稱為共射極靜態(tài)電流放大系數,記為hFB.半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-8-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管2) 晶體管的放大作用晶體管的放大作用- I.晶體管的直流特性共基極電路中共基極電路中,通過輸入輸出端電阻的變化來實現(xiàn)功率(電壓)的放大功能.即:Transresistor-轉移電阻器.v問題問題:共基極電路中, 1, 晶體管能對信號起放大作用嗎?vBJT載流子的運動與放大作用半導體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-9-第三章第三章 雙極結型晶體管雙極結型晶體管v晶體管特性曲線晶體管特性曲線- I.晶體管的直流特性當輸入電流一定時,兩種特性曲線的輸出電流基本不變,不隨輸