晶體管第三章3

InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--1--第三章雙極結(jié)型晶體管第一節(jié)晶體管的直流特性通過改變一個PN結(jié)的偏壓來控制其附近另一個PN結(jié)電流的方法稱為雙極晶體管效應(yīng)。雙極結(jié)型晶體管:BipolarJunctionTransistor3.1.1基本結(jié)構(gòu)與分類基本結(jié)構(gòu)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--2--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管的分類按使用范圍分;

按制作工藝和管芯結(jié)構(gòu)形式分:1)

合金管：雜質(zhì)分布特點(diǎn):三個區(qū)近似均勻分布,兩個pn結(jié)都是突變結(jié)缺點(diǎn):基區(qū)較寬,頻率特性較差--I.晶體管的直流特性2)

合金擴(kuò)散管：雜質(zhì)分布特點(diǎn):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(jié)為突變結(jié)集電結(jié)為緩變結(jié)缺點(diǎn):基區(qū)較窄,頻率特性較好InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--3--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

外延平面管

雜質(zhì)分布特點(diǎn):雜質(zhì)濃度發(fā)射區(qū)最高、基區(qū)次之、集電區(qū)最低,基區(qū)緩變分布,兩個pn結(jié)都是緩變結(jié)優(yōu)點(diǎn):基區(qū)窄,頻率特性好--I.晶體管的直流特性理論分析：均勻基區(qū)晶體管(擴(kuò)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

分析晶體管的少子濃度分布時,應(yīng)先根據(jù)邊界條件確定邊界上少子濃度—結(jié)定律、電極接觸處;

能帶圖—平衡時有統(tǒng)一的費(fèi)米能級，正偏勢壘降低,反偏勢壘升高InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--4--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.2晶體管的放大機(jī)理

晶體管具有放大信號的功能.--I.晶體管的直流特性晶體管中的電流傳輸1)

兩種基本放大電路

InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--5--第三章雙極結(jié)型晶體管2)

晶體管中的電流傳輸--I.晶體管的直流特性

NPN管共基極偏置電路與晶體管的能帶圖InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--6--第三章雙極結(jié)型晶體管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(jié)果:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--7--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管直流電流放大系數(shù)

1)定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)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(shù),記為.--I.晶體管的直流特性

定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時的IC與IE之比,稱為共基極靜態(tài)電流放大系數(shù),記為hFB.定義:共發(fā)射極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)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(shù),記為.

定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時的IC與IE之比,稱為共射極靜態(tài)電流放大系數(shù),記為hFB.InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--8--第三章雙極結(jié)型晶體管2)晶體管的放大作用--I.晶體管的直流特性共基極電路中,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(zhuǎn)移電阻器.問題:共基極電路中,α<1,晶體管能對信號起放大作用嗎?BJT載流子的運(yùn)動與放大作用InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--9--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管特性曲線--I.晶體管的直流特性當(dāng)輸入電流一定時,兩種特性曲線的輸出電流基本不變,不隨輸出端電壓的增加而變化,只有當(dāng)輸入電流改變時輸出電流才會跟著變化.因此晶體管是一種電流控制器件.共射電路中:輸入特性曲線與輸出特性曲線InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--10--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.3均勻基區(qū)晶體管的(直流短路)電流放大系數(shù)--I.晶體管的直流特性測量方塊電阻是實際生產(chǎn)中檢驗擴(kuò)散或外延結(jié)果的一種重要手段。具體測量時并不需要從半導(dǎo)體材料上切一個方塊下來，只需要用四探針儀器在材料表面進(jìn)行測量，再經(jīng)過一定的換算就可以得到方塊電阻的值。R□方塊電阻:表面為正方形的(半導(dǎo)體)薄層材料，電流方向與其某個邊平行時，在電流方向所呈現(xiàn)的電阻。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--11--第三章雙極結(jié)型晶體管對均勻基區(qū)晶體管的幾個假設(shè)--I.晶體管的直流特性(1)發(fā)/集結(jié)都是突變結(jié),各區(qū)雜質(zhì)均勻分布;(2)發(fā)/集區(qū)長度遠(yuǎn)大于少子擴(kuò)散長度,兩端少子濃度等于平衡值;(3)勢壘區(qū)寬度遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長度,忽略勢壘區(qū)中的復(fù)合作用;(4)外加電場都降落在勢壘區(qū);(5)晶體管是一維的,發(fā)/集結(jié)是平行面;(6)基區(qū)小注入.InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--12--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管的電流密度--I.晶體管的直流特性基區(qū)少子分布:擴(kuò)散電流:考慮基區(qū)復(fù)合損失時:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--13--第三章雙極結(jié)型晶體管發(fā)射區(qū)少子分布:--I.晶體管的直流特性擴(kuò)散電流:集電區(qū)少子分布:擴(kuò)散電流InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--14--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--14--第三章雙極結(jié)型晶體管電流放大系數(shù)--I.晶體管的直流特性1)發(fā)射結(jié)注入效率InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--15--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--15--第三章雙極結(jié)型晶體管2)基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)--I.晶體管的直流特性電荷控制法求集區(qū)輸運(yùn)系數(shù)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--16--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--16--第三章雙極結(jié)型晶體管基區(qū)渡越時間--I.晶體管的直流特性3)均勻基區(qū)晶體管短路電流放大系數(shù)定義:少子在基區(qū)從發(fā)射結(jié)渡越到集電結(jié)所需要的平均時間,記為τb在t=0到t=τb

這段時間內(nèi)，注入到基區(qū)中的少子電荷為ΔQnB

，即:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--17--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--17--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.4緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)--I.晶體管的直流特性基區(qū)雜質(zhì)近似為指數(shù)分布:雜質(zhì)濃度為指數(shù)分布時：內(nèi)建電場是與x無關(guān)的常數(shù)基區(qū)內(nèi)建電場的形成空穴濃度的不均勻性導(dǎo)致空穴的擴(kuò)散,產(chǎn)生電場,類似pn結(jié)自建電場的形成,平衡時空穴電流密度為零。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--18--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--18--第三章雙極結(jié)型晶體管2.

基區(qū)少子濃度分布--I.晶體管的直流特性少子電流密度InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--19--第三章

雙極結(jié)型晶體管發(fā)射區(qū)雜質(zhì)緩變分布,類似有--I.晶體管的直流特性平面管集電區(qū)雜質(zhì)均勻分布,有電流放大系數(shù)1)

發(fā)射結(jié)注入效率InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--20--第三章雙極結(jié)型晶體管2)

基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)基區(qū)渡越時間--I.晶體管的直流特性內(nèi)建電場對少子是加速場,使基區(qū)渡越時間大為縮短足夠大時InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--21--第三章雙極結(jié)型晶體管基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)--I.晶體管的直流特性提高晶體管電流放大系數(shù)的主要措施:3)

電流放大系數(shù)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--22--第三章雙極結(jié)型晶體管影響電流放大系數(shù)的一些因素--I.晶體管的直流特性勢壘區(qū)復(fù)合電流2)

發(fā)射區(qū)重?fù)诫s效應(yīng):NB偏低?NE偏高?發(fā)射區(qū)禁帶變窄重?fù)诫s時,雜質(zhì)能級互相靠近形成能帶,并與導(dǎo)帶交疊,使Eg變窄.

1)發(fā)射結(jié)勢壘區(qū)復(fù)合的影響-小電流效應(yīng)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--23--第三章雙極結(jié)型晶體管俄歇復(fù)合增強(qiáng)--I.晶體管的直流特性輕摻雜時,非平衡載流子主要通過復(fù)合中心進(jìn)行復(fù)合;在重?fù)诫s時,俄歇復(fù)合大為增強(qiáng).發(fā)射區(qū)重?fù)诫s的另一個影響--基區(qū)陷落效應(yīng)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--24--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

表面復(fù)合的影響----I.晶體管的直流特性5)

基區(qū)寬變效應(yīng)4)

溫度的影響改進(jìn)：LEC晶體管、HBTInstituteofMicroelectronicsCircuit&System--25--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.5雙極晶體管的直流電流電壓方程--I.晶體管的直流特性1.

集電結(jié)短路時的電流VBC=0,VBE≠0*IES相當(dāng)于單獨(dú)一個發(fā)射結(jié)構(gòu)成的PN結(jié)二極管的反向飽和電流InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--26--第三章雙極結(jié)型晶體管發(fā)射結(jié)短路時的電流VBC≠0,VBE=0—倒向的晶體管--1.晶體管的直流特性*ICS相當(dāng)于單獨(dú)一個集電結(jié)構(gòu)成的PN結(jié)二極管的反向飽和電流晶體管的直流電流電壓方程對于共基電路:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--27--第三章雙極結(jié)型晶體管對于共射電路:--I.晶體管的直流特性輸出特性共基電路--共射電路--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--28--第三章雙極結(jié)型晶體管4.

基區(qū)寬變效應(yīng)--I.晶體管的直流特性厄爾利電壓：---由于外加電壓的變化引起有效基區(qū)寬度變化的現(xiàn)象,也稱厄爾利(Early)效應(yīng).InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--29--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.6雙極晶體管的反向特性--I.晶體管的直流特性晶體管的反向電流不受輸入端電流控制,對放大無貢獻(xiàn),有功耗。2)IEBO:集電極開路、發(fā)射電結(jié)反偏時，基-射極間的反向電流。1)

ICBO:發(fā)射極開路、集電結(jié)反偏時，集-基極間的反向電流。浮空電勢--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--30--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

ICEO:基極開路、集電結(jié)反偏時，集-射極間的反向電流。--I.晶體管的直流特性擊穿電壓BVCBO:發(fā)射極開路時,集-基極間的擊穿電壓，又稱共基極(雪崩)擊穿電壓。BVEBO:集電極開路時,射-基極間的擊穿電壓,又稱發(fā)射結(jié)擊穿電壓。共基電路中:發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時擊穿條件：InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--31--第三章雙極結(jié)型晶體管2)BVCEO:基極開路時,集-射極間的擊穿電壓.(共射雪崩擊穿電壓)--I.晶體管的直流特性雪崩倍增效應(yīng)對共射接法比對共基接法的影響大得多.負(fù)阻特性--原因:小電流的下降發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時擊穿條件：InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--32--第三章雙極結(jié)型晶體管發(fā)射極與基極間有外接電路時--I.晶體管的直流特性BVCEX:

基-射極間接電阻Rb時和反偏電壓VBB時，C-E極間的擊穿電壓；

BVCER:

基-射極間接電阻Rb時，C-E極間的擊穿電壓；BVCES:

基極發(fā)射極短路時，C-E極間的擊穿電壓。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--33--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

基區(qū)穿通電壓:集電結(jié)上反向電壓增加,勢壘區(qū)向兩側(cè)擴(kuò)展,基區(qū)寬度WB減小,當(dāng)集電結(jié)發(fā)生雪崩擊穿前WB減小為零,稱基區(qū)穿通,這時集電結(jié)上的電壓稱為基區(qū)穿通電壓Vpt。

--I.晶體管的直流特性一般只有IC中的橫向管,基區(qū)低摻雜的Ge合金管,易發(fā)生基區(qū)穿通,對于Si平面管,集電區(qū)雜質(zhì)最低，勢壘區(qū)向集電區(qū)擴(kuò)展，一般不會發(fā)生基區(qū)穿通，但若pn結(jié)不平有尖峰例外。發(fā)射極開路

BVCBO=Vpt+BVEBO(或BVCBO=VB,兩者取小)

基極開路

BVCEO=Vpt+VF

Vpt(BVCEO

,兩者取小)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--34--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.7基極電阻基區(qū)中的兩種電流：少子電流與多子電流基極電阻：IB經(jīng)基極引線到工作基區(qū),要產(chǎn)生壓降，經(jīng)過一定的電阻,稱基極電阻。直流應(yīng)用中電流集邊效應(yīng),交流應(yīng)用中會產(chǎn)生電壓反饋，設(shè)計管子時要盡可能減小基極電阻。--I.晶體管的直流特性基極電阻由四部分串聯(lián)構(gòu)成:基極金屬電極與半導(dǎo)體的歐姆接觸電阻:基極金屬電極正下部的電阻

:發(fā)射極與基極間的電阻:發(fā)射區(qū)正下部的電阻(工作基區(qū)的電阻)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--35--第三章雙極結(jié)型晶體管1)歐姆接觸電阻--I.晶體管的直流特性2)發(fā)射極與基極間的電阻3)發(fā)射區(qū)下的電阻與工作基區(qū)的電阻InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--36--第三章雙極結(jié)型晶體管減小基極電阻的方法--I.晶體管的直流特性(1)基區(qū)雜質(zhì)濃度;(2)寬長比S/l;(3)發(fā)射極條個數(shù)(4)歐姆接觸InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--37--第三章雙極結(jié)型晶體管第二節(jié)晶體管的頻率特性小信號條件下：信號電壓的振幅遠(yuǎn)小于(kT/q).符號說明直流分量小信號分量小信號分量幅值總瞬時值信號角頻率兩個結(jié)果：電流增益下降與信號延遲概述——晶體管中高頻小信號電流的變化InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--38--小信號電流的四個階段變化：

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性高頻小信號電流在管中的變化(1)發(fā)射區(qū)復(fù)合(2)勢壘電容充放電(1)基區(qū)復(fù)合(2)擴(kuò)散電容充放電集電結(jié)寬度的影響集電結(jié)勢壘電容的影響InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--39--定義:輸出端對高頻小信號短路（vcb=0，但VCB<0）條件下的共基極高頻小信號短路電流放大系數(shù)為--

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性基區(qū)輸運(yùn)過程—基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)與頻率關(guān)系

定義高頻小信號基區(qū)輸運(yùn)系數(shù):少子壽命,單位時間復(fù)合幾率（），在基區(qū)逗留時間內(nèi)復(fù)合損失占少子總數(shù)，則到達(dá)集電極的未復(fù)合少子占進(jìn)入基區(qū)少子總數(shù)的（），即直流輸運(yùn)系數(shù)，是中的因子,記為1)渡越時間的作用(1)復(fù)合損失使得小于1InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--40--定義:輸出端對高頻小信號短路（vcb=0，但VCB<0）條件下的共基極高頻小信號短路電流放大系數(shù)為--

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性基區(qū)輸運(yùn)過程—基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)與頻率關(guān)系

定義高頻小信號基區(qū)輸運(yùn)系數(shù):少子壽命,單位時間復(fù)合幾率（），在基區(qū)逗留時間內(nèi)復(fù)合損失占少子總數(shù)，則到達(dá)集電極的未復(fù)合少子占進(jìn)入基區(qū)少子總數(shù)的（），即直流輸運(yùn)系數(shù)，是中的因子,記為1)渡越時間的作用(1)復(fù)合損失使得小于1InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--41--(2)渡越時間的分散使得減少

少子在基區(qū)的運(yùn)動是熱運(yùn)動基礎(chǔ)上疊加擴(kuò)散(+漂移)第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性(3)時間延遲使相位滯后中應(yīng)包括:集電結(jié)上輸出信號電流比從發(fā)射結(jié)輸入信號電流在相位上滯后了.2)電荷控制法求的意義：注入基區(qū)的每個少子，單位時間內(nèi)被集電結(jié)取出的幾率?；鶇^(qū)少子總電荷，單位時間被集電結(jié)取走的電荷即對于交流小信號:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--42--基區(qū)少子高頻小信號電荷控制方程:加入基區(qū)復(fù)合損失：第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性3)

延遲時間與超相移因子實際上，當(dāng)發(fā)射結(jié)剛向基區(qū)注入少子時，集電結(jié)并不能立刻得到的電流。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--43--少子從發(fā)射結(jié)注入基區(qū)后，經(jīng)過的時間后能達(dá)到和定態(tài)一樣的分布。在延遲時間內(nèi)，集電結(jié)還取不到少子電流。

超相移因子或剩余相因子

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性則集電結(jié)取走少子的平均時間實為:

集電極電流比發(fā)射極電流再滯后一個相角:令:基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)的精確式為:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--44--m物理意義:發(fā)射極電流的變化，不能立即反映為集電極電流的變化，必須經(jīng)過的相位滯后，集電極電流才會變化,其后的相位滯后才由基區(qū)渡越時間所引起。m就是由基區(qū)渡越時間所引起的相移之外再附加部分因子。

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性_InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--45--4)

在復(fù)平面上的表示第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性復(fù)平面上，半圓上P點(diǎn)軌跡就是,點(diǎn)A是直流輸運(yùn)系數(shù)，

，向點(diǎn)0移動。考慮超相移因子m時,將替代,再延遲一個角.InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--46--5)緩變基區(qū)晶體管的第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性忽略擴(kuò)散時考慮漂移、擴(kuò)散時InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--47--高頻小信號電流放大系數(shù)與頻率的關(guān)系第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性現(xiàn)代微波晶體管基區(qū)寬度亞微米，高頻下必須計及ＰＮ結(jié)勢壘電容、集電結(jié)勢壘區(qū)寬度等的影響．1)發(fā)射結(jié)勢壘電容充放電時間常數(shù)—發(fā)射極延遲時間常數(shù)發(fā)射極支路小信號等效電路發(fā)射結(jié)增量電阻InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--48--2)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電時間常數(shù)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電時間常數(shù)就是基區(qū)渡越時間第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性發(fā)射結(jié)的小信號等效電路對CDE的充放電電流:則:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--49--3)集電結(jié)勢壘區(qū)延遲/渡越時間第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性少子越過集電結(jié)勢壘區(qū)時間

定義：集電結(jié)勢壘區(qū)輸運(yùn)系數(shù)

少子以有限速度通過勢壘區(qū)時，改變勢壘區(qū)的空間電荷分布，即改變勢壘區(qū)內(nèi)電場分布，產(chǎn)生位移電流，產(chǎn)生電場的電力線終止于耗盡區(qū)邊緣中性區(qū)上，有附加的正電荷來終止，對于集電區(qū)，就有電子離開那里流向集電極,形成傳導(dǎo)電流。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--50--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性4)集電極延遲時間常數(shù)

——集電結(jié)勢壘電容充放電時間常數(shù)：輕摻雜外延層，存在一定的體電阻：緊靠勢壘區(qū)的本征集電極，內(nèi)電極定義：

集電極衰減因子c集電區(qū)小信號等效電路b一部分對充電,一部分經(jīng)流到外電路充放電電流為:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--51--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性5)

共基極高頻小信號短路電流放大系數(shù)與截止頻率

為極低頻或直流小信號共基極短路電流放大系數(shù)，或共基極增量電流放大系數(shù)。（1）信號延遲時間定義：載流子從流入發(fā)射極開始到從集電極流出為止總渡越時間。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--52--（2）截止角頻率、截止頻率

（下降了3dB）時的角頻率、頻率分別稱為截止角頻率、截止頻率。定義：第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性6)

共發(fā)射極高頻小信號電流放大系數(shù)與特征頻率（1）定義：集電結(jié)對高頻小信號短路（vbc=0,VBC<0）條件下的ic與ib之比為共射極高頻小信號短路電流放大系數(shù)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--53--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性極低頻或直流小信號共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)、或共發(fā)射極增量電流放大系數(shù)下降到（下降3dB)時的角頻率、頻率分別稱為的截止角頻率、截止頻率．

*截止角頻率、與截止頻率

定義:又，InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--54--即：第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性

<500MHz時，Wb較大，各項中為主，則

>500MHz時，Wb較小，只占中很小一部分，可忽略

比截止頻率低的多InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--55--（２）晶體管的特征頻率增一倍降一半，或降（倍頻程），功率正比于電流的平方，則功率增益降或時的頻率，稱晶體管的特征頻率fT第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性時與f無關(guān)時高頻晶體管的工作頻率一般在的范圍此時，又稱為增益帶寬積，與無關(guān)。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--56--其中，，或，，或很大時，的影響很小，可略去；大注入時，基區(qū)擴(kuò)展，τb

增加更多，集電結(jié)勢壘區(qū)減小，勢壘區(qū)延遲τd減小的少一些，故IC

很大時，fT

隨IC

增加而下降。第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性（3）電流對的影響（4）提高特征頻率的途徑一般高頻管中，四個時間常數(shù)以最長，減小是提高的主要途徑減小減小減小InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--57--晶體管工作在大電流狀態(tài)時，較大的基極電流流過基極電阻，將在基區(qū)中產(chǎn)生較大的橫向壓降，使發(fā)射結(jié)正向偏置電壓從邊緣到中心逐漸減小，發(fā)射極電流密度則由中心到邊緣逐漸增大

。第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性1)集邊效應(yīng)3.

發(fā)射結(jié)電流集邊效應(yīng)①基極電流IB(y)在dy段電阻上產(chǎn)生的壓降為：

集電結(jié)零偏時發(fā)射極電流：InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--58--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性設(shè)發(fā)射極條很寬,有邊界條件:

②IB(y)的表達(dá)式：③其中:

InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--59--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性大注入時電流集邊效應(yīng)使工作基區(qū)局限在發(fā)射結(jié)邊緣下面,基極電流流經(jīng)的路程縮短,因此基極電阻將減小.2)發(fā)射極有效條寬3)電流集邊效應(yīng)對及rbb’的影響InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--60--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性4)發(fā)射極單位長度的電流容量—單位發(fā)射極長度內(nèi)不發(fā)生大注入效應(yīng)和基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng)的最大電流。記為i0(1)要防止大注入效應(yīng)的開關(guān)管i0<5A/cm;一般放大管i0:0.5～1.5A/cm;線性放大管i0<0.5A/cm(2)對于高頻大功率外延管高頻大功率管i0:～0.4A/cm5)發(fā)射極金屬條最大長度InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--61--晶體管的熱學(xué)性質(zhì)*大功率管輸出功率受