晶體管原理-0607

1、半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-1-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)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(gè)PN結(jié)的偏壓來控制其附近另一個(gè)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: Bipolar Junction Transistor3.1.1 基本結(jié)構(gòu)與分類基本結(jié)構(gòu)與分類 v基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-2-第三章第三章 雙極

2、結(jié)型晶體管雙極結(jié)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(jié)構(gòu)形式分:1) 合金管合金管：雜質(zhì)分布特點(diǎn): 三個(gè)區(qū)近似均勻分布,兩個(gè)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,頻率特性較好半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-3-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)型晶體管3) 外延平面管外延平面管 雜質(zhì)分布特點(diǎn): 雜質(zhì)濃度發(fā)射區(qū)最高、

3、基區(qū)次之、集電區(qū)最低,基區(qū)緩變分布,兩個(gè)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晶體管少子分布與能帶圖 分析晶體管的少子濃度分布時(shí),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(shí)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)，正偏勢(shì)壘降低,反偏勢(shì)壘升高半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-4-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)型晶體管3.1.2 晶體管的放大機(jī)理晶體管的放大機(jī)理

4、 晶體管具有放大信號(hào)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(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-5-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)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(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-6-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)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(duì)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:nCnEEIII半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-7-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)型晶體管晶體管直流電流放大系數(shù)晶體管直流電流放大系數(shù) 1)定義定義: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(shí)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0, 0BCBEVVECII0, 0BCBEVVECFBIIh 定義定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電

6、結(jié)反偏時(shí)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(shí)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 .0, 0BCBEVVBCII0, 0BCBEVVBCFEIIh 定義定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí)的IC與IE之比,稱為共射極靜態(tài)電流放大系數(shù),記為hFB.半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-8-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)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(shí)現(xiàn)功率(電壓)的放大功能.即:Transresistor-轉(zhuǎn)移電阻器.v問題問題:共基極電路中, 1, 晶體管能對(duì)信號(hào)起放大作用嗎?vBJT載流子的運(yùn)動(dòng)與放大作用半導(dǎo)體器件原理2008.03.13Institute of Microelectronics Circuit & System-9-第三章第三章 雙極結(jié)型晶體管雙極結(jié)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(dāng)輸入電流一定時(shí),兩種特性曲線的輸出電流基本不變,不隨輸