双极型器件基本原理

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1、Chapter9双极型器件(1)9.1引言9.2双极型器件概述9.3直流特性与电流增益(均匀基区晶体管）9.4直流特性和电流增益(漂移晶体管)Thebipolartransistor9.1引言双极型晶体管是一种电流控制器件，电子和空穴同时参与导电。同场效应晶体管相比，双极型晶体管开关速度快，但输入阻抗小，功耗大。双极型晶体管体积小、重量轻、耗电少、寿命长、可靠性高，已广泛用于广播、电视、通信、雷达、计算机、自控装置、电子仪器、家用电器等领域，起放大、振荡、开关等作用。HistoricalintroductionThe

2、bipolartransistorwasinventedin1947atBelllabsbyBardeen&Brattainconsistingofmetalpointscontactingagermaniumsubstrate.ItwaslaterexplainedbyShockleyin1949andthethreesharedtheNobelprizefortheirwork.Thistinytriangleofplastic,goldandgermaniumwasthefirstsolid-stateampl

3、ifier…ThefirstjunctionbipolartransistorShockleywasannoyedthathehadn’tbeeninvolvedinBardeen&Brattain’spointcontacttransistorsohespentNewYear’seve1947inaChicagohotelroomdesigninganevenbetterdevice,thejunctiontransistorcontainingaverythinp-typelayersandwichedbetwe

4、entwon-typeGelayers.Electronsinthisdevicetravelthroughthebulkofthesemiconductorratherthanacrossthesurface.Itwasmorerobustandreproduciblethanthepoint-contactdeviceandisthesubjectofthispart…ShockleysemiconductorthefirsttosettleinPaloAlto–SiliconValleyModerndevice

5、sModernbipolartransistors(socalledasbothholesandelectronsparticipateintheconduction)arebasedonsiliconsubstrateswithtwocloselycoupledp-njunctions.氧化物隔离的npn管横截面图发射区、基区和集电区的典型掺杂浓度为1019，1017，1015cm-3BJT是非对称器件原理Thegoalofatransistoristouseasmallinputtocontrolalargeou

6、tpute.g.asmallinputsignaltobeamplified.Abipolartransistorcontrolstheflowofcurrentthroughthedevicebyusingthebasecurrenttomodifythepotentialprofileinthechannel…likewaterflowingoverabumpintheground…WaterflowingfreelyoverflatgroundWaterflowstoppedbyabumpintheground

7、Waterflowcontrolledbytheheightofthebump希望尽可能多的电子能到达集电区而不和基区中的多子空穴复合半导体器件原理南京大学电压控制器件(MOSFET)利用加在栅极与源极之间的电压来控制输出电流。饱和区工作电流IDSS会随VGS而改变。电流控制器件(BJT)利用基极电流控制集电极电流。晶体管的分类：双极型晶体管（少子与多子参与导电）单极型晶体管（电流由多数载流子输运）半导体器件原理南京大学9.2双极型器件概述1.基本结构：发射极（E），基极（B）和集电极（C）均匀基区杂质分布及非均匀基

8、区杂质分布半导体器件原理南京大学半导体器件原理南京大学一、发射区向基区注入电子由于e结正偏，因而结两侧多子的扩散占优势，这时发射区电子源源不断地越过e结注入到基区，形成电子注入电流IEN。与此同时，基区空穴也向发射区注入，形成空穴注入电流IEP。因为发射区相对基区是重掺杂，基区空穴浓度远低于发射区的电子浓度，所以满足IEP<