半导体器件物理-第五章_施敏_第二版

半导体器件物理-第五章_施敏_第二版null第5章双极型晶体管及相关器件第5章双极型晶体管及相关器件5.1 晶体管的工作原理 5.2 双极型晶体管的静态特性 5.3 双极型晶体管的频率响应与开关特性 5.4 异质结双极型晶体管 5.5 可控硅器件及相关功率器件相关主题相关主题双极型晶体管的电流增益工作模式双极型晶体管的截止频率与开关时间异质结晶体管的优点可控硅器件与相关双极型器件的功率处理能力5.1 晶体管的工作原理5.1 晶体管的工作原理晶体管概念：是一种多重结的半导体器件三段不同掺杂浓度的区域，形成两个p-n结，浓度最高的p+区称为发射...

null第5章双极型晶体管及相关器件第5章双极型晶体管及相关器件5.1 晶体管的工作原理 5.2 双极型晶体管的静态特性 5.3 双极型晶体管的频率响应与开关特性 5.4 异质结双极型晶体管 5.5 可控硅器件及相关功率器件相关主题相关主题双极型晶体管的电流增益工作模式双极型晶体管的截止频率与开关时间异质结晶体管的优点可控硅器件与相关双极型器件的功率处理能力5.1 晶体管的工作原理5.1 晶体管的工作原理晶体管概念：是一种多重结的半导体器件三段不同掺杂浓度的区域，形成两个p-n结，浓度最高的p+区称为发射区，中间较窄的n区域，称为基区，浓度最小的p型区域称为集电区。晶体管的发明晶体管的发明理论推动 19世纪末20世纪初发现半导体的三个重要物理效应光电导效应光生伏特效应整流效应量子力学材料科学需求牵引：二战期间雷达等武器的需求晶体管的发明晶体管的发明1946年1月，Bell实验室正式成立半导体研究小组, W. Schokley，J. Bardeen、W. H. Brattain Bardeen提出了表面态理论， Schokley给出了实现放大器的基本设想，Brattain 设计了实验 1947年12月23日，第一次观测到了具有放大作用的晶体管null晶体管的三位发明人：巴丁、肖克莱、布拉顿null晶体管的三位发明人：巴丁、肖克莱、布拉顿第一个点接触式的NPN Ge晶体管 (transistor)Bardeen, Brattain, and Schockley获1956年诺贝尔物理奖nullVEC+-基区n集电区p发射区p+++VEBVCBBCE--+-VECIEICECBVEBVBC+-IB理想p-n-p双极型晶体管p-n-p双极型晶体管发射区 -VCE+BCEVEBVBC++n+基区 p集电区nIEICVCE+-ECB+-IBVBEVCB理想n-p-n双极型晶体管n-p-n双极型晶体管 5.1.1 工作在放大模式5.1.1 工作在放大模式由邻近的射基极注射过来的电子可在反向偏压的集基极造成大电流，这就是晶体管的放大作用，而且，只有当此两结彼此足够接近时才会发生，此两结被称为交互 p-n结双极集成电路中元件的形成过程和元件结构双极集成电路中元件的形成过程和元件结构 B E C 典型数字集成电路中NPN晶体管剖面图 p+p+n+n-pn+n+p-SiO2Buried Layer Metalpn-Isolationpn-Isolationnull集电结外延，发射结离子注入5.1.2 电流增益5.1.2 电流增益IEIC发射区（p+）基区（n）集电区（p）}IEP}ICPIEnIBBICnIB空穴电流和穴电流电子电流电子流nullIE=IEP+IEn IC=ICP+Icn IB=IE-IC=IEn+（IEP-ICP）-ICn共基电流增益发射效率null基区输运系数综上：所以5.2 双极型晶体管的静态特性5.2 双极型晶体管的静态特性五点假设：晶体管各区域浓度为均匀掺杂；基区中的空穴漂移电流和集基极反向饱和电流可以忽略；载流子注入属于小注入；耗尽区无产生-复合电流；晶体管中无串联电阻。各区域少数载流子分布各区域少数载流子分布p-n-p发射区p+基区n集电区pnEOnE(x)-xE0WXCQBPn(x)Pn(0)nconc(x)PnoQBnull基极区域发射极和集电极c发射极电流发射极电流集电极电流集电极电流基极电流基极电流结极性与少数载流子分布结极性与少数载流子分布EBCnPpnnP0W放大EBCnP0WPnnP饱和EBC0WnpPnnp截止EBCnP0Wpnnp反转工作模式工作模式放大模式射基结正，集基结反饱和模式两结都正向偏压截止模式两结都反向偏压反转模式射基结反，集基结正各模式下的一般表示式各模式下的一般表示式共基组态输出I-V特性共基组态输出I-V特性p+npEIE +-BIBVEB+-VCBE B CIC P-n-p共基组态C 饱和截止ICBO放大IE =6mABVCBO输出电流电压特性共射组态共射组态共射组态输出电流-电压特性共射组态输出电流-电压特性BE-+VEBIBPnPCBEIEICCEVBE饱和VCB=0IB=25uA截止BVCEOICEOIV厄雷效应厄雷效应VA IBICVCE厄雷电压又称为基区宽度调制效应5.3 频率响应与开关特性5.3 频率响应与开关特性高频等效电路截止频率截止频率共基电流增益共射电流增益特征频率nullIP=qv（x）p（x）A开关暂态过程开关暂态过程VEBVSt0RSVEBIEIBICRLVCC-+PnP+晶体管开关电路nullIB0t2QB（t2）QSO t1 ta t2t3tICIC（t1）0t1tat2t3ts基区Pn（x）t2tat1，t3QSt=00w5.4 异质结双极型晶体管5.4 异质结双极型晶体管异质结双极型晶体管是指晶体管中的一或两个结由不同半导体材料组成，主要优点是发射效率高，具有较高的速度β ~(NE/NB)exp(Δ Eg/kT)5.5 可控硅器件5.5 可控硅器件P1n1P2n2J1J2J3aX=0X=wbnullJ1，J2，J3三个p-n结与接触电极相连的最外层p层称阳极，另一边n层称为阴极。这个没有额外电极的结构是个两端点的器件，被称为p-n-p-n二极管，若另一个称为栅极的电极被连到内层的p层，所构成的三端点器件一般称为半导体控制整流器可控硅器件电流电压特性电流电压特性VBR 反向阻断正向导通VBFVAX1IhISVh32正向阻断45双晶体管示意图双晶体管示意图p1n1p2Cn1p2n2IB1=IC2IC1=IB2EBCBE+-R双向可控硅器件双向可控硅器件双向可控硅器件是一种在正或负阳极电压下都可开或关的器件，双向p-n-p-n二极管双向交流开关一双向三端点的可控硅器件称为三极交流开关可控硅器件形式可控硅器件形式传统可控硅器件非对称可控硅器件栅极关闭可控硅器件光感应可控硅器件可控硅器件应用可控硅器件应用HVDC 马达驱动电源供应 SMPS高频功率转换照明超声波发生器

                    本文档为【半导体器件物理-第五章_施敏_第二版】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
                    图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。 
 该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。

                    [版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。

                    本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。

                    网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
                

下载需要：免费已有0 人下载

立即下载

半导体器件物理-第五章_施敏_第二版

你可能还喜欢