双极型晶体管模型
双极性晶体管讲义
令X=0，得 通过发射结电子电流为
Jnb (0)
qDnb nb0 Lnb
(e
qVeb
kT
1)cth
Wb Lnb
csc h
Wb Lnb
X=Wb，得 到达集电结电子电流为
Jnb (Wb )
qDnb nb0 Lnb
(eqVeb
kT
1) csc h
3.1 双极型晶体管的工作原理
VCC=ICRC+VCB+VBE=VR+VCE
当VCC足够大，VR较小时，VCB>0 此时正向有源。 IC增大， VR增大，VCB减小，C结零偏 准饱和，C结反偏饱和 饱和时集电极电流不受控于VBE！
3.1 双极型晶体管的工作原理
3.1.3 双极晶体管放大电路
Nb
( x)dx
•基区杂质指数分布
x
Nb (x) Nb (0)e Wb
其中 为电场因子 ln Nb(0) Nb (Wb )
•对不同 η (η=0为均匀基区）做基区电子归一化浓 度分布曲线如图
由图可见：当η较大时，随着 x nb (x)
→
dnb (x) dx
扩散电流增加，漂移电流减少，但二者之和不变。
得 Ae Ac A
IE
A
qDnb nb0 Lnb
cth
Wb Lnb
qDpe pe0 Lpe
(eqVeb
kT
1)
qDnb nb0 Lnb
csc
h
第三章双极晶体管2019124164733535
2019/11/7
半导体器件物理
28
中国科学技术大学物理系微电子专业
• 发射区连续性方程为
d2nE nE nE0 0
dx2
L2n E
q V E B
发射区少子浓度的边界条件 nE(xE)nE0e k T
发射区少子的分布
nE(LnE )nE0
n E (x ) n E 0 n E 0(e qE V k BT 1 )e (x x E )L nE
• 通过发射结的空穴电流密度为
IE pA qL p p D p B B B 0[e ( qE V k B T 1 )cW L tp B h B (e qC V k B T 1 )ch sW L p B c ] B
• 通过集电结的空穴电流密度为
IC p A qL p p D p B B B 0[e ( qE V k B T 1 )ch sW L p B c B (e qC V k B T 1 )cW L tp B h ] B
集电区少子的分布
nC(LnC)nC0
n C (x ) n C 0 n C 0(eqC V k BT 1 )e(x C x)L n C
通过集电结的电子电流密度为
2019/11/7
JnC JnC (x)xxCqL n D nn C C C 0(eqC V k BT 1 )
半导体器件物理
P-N-P均匀基区 晶体管的物理 结构、杂质分 布、电场分布 和平衡态能带 图
半导体器件物理
13
2019/11/7
中国科学技术大学物理系微电子专业
P-N-P均匀基区 晶体管正常偏 置条件下的的 物理结构、杂 质分布、电场 分布和平衡态 能带图
半导体器件物理
双极型晶体管————工作原理
Wb
C
基 区
C结
Wb
2. 饱和区
条件： e结正偏，c结正偏（uCE<uBE即临界饱和线的左侧）。 特点： iC不受iB控制，表现为不同iB 的曲线在饱和区汇集。 由于c结正偏，不利于集电 区收集电子，同时造成基区复合 电流增大。因此：
4 3 2 1 0
iC/ m A u CE＝u BE
临界饱和线
二. 电流分配关系
由以上分析可知，晶体管三个电极上的电流与内部载
流子传输形成的电流之间有如下关系：
I E I EN I BN I CN I B I BN I CBO I BN I C I CN I CBO I CN
可见，在放大状态下，晶体 管三个电极上的电流不是孤立的， R
c I CBO b IB IC
的讨论可以看出，在晶体管 中，窄的基区将发射结和集 电结紧密地联系在一起。从 而把正偏下发射结的正向电 流几呼全部地传输到反偏的 R B 集电结回路中去。这是晶体 管能实现放大功能的关键所 U BB 在。
I CN
N RC
I BN
P
15V
I EP e IE
I
N+
EN
UCC
UCE ≥1
90
60 30 0 0.5 0.7 0.9 UCE > 0
止，iB为反向电流。若反向电 压超过某一值时，e结也会发 生反向击穿。
u BE/V
综上所述，晶体管是一种非线性导电器件，有三个工 作区，对应三种不同的工作状态：
⑴.放大状态（iB>0，uCE≥uBE，即e结正偏，c 结反偏）
特点：①.iC受iB控制，即IC= IB或△IC= β△ IB
大功率达林顿晶体管
第三章双极型晶体管
ICn
电子电流 电子流
上式等号右边第一项称为
发射效率，是入射空穴电
流与总发射极电流的比，
即：
I E•
I Ep IE
I Ep I Ep＋I En
第二项称为基区输运系数，
是到达集电极的空穴电流量
与由发射极入射的空穴电流
量的比，即
T
I Cp I Ep
所以 0＝T
发射区 (P )
}I EP
I En
基区 (n) I BB
(d)n-p-n双级型集体管的电路符号
图 4.2
+
VEC
-
E+
发射区 基区 集电区
P
n
P
+C
VEB
-B-
VCB
(a)理想一维p-n-p双级型集体管
IE E
+
+ VEC - IC - C
VEB
VBC
- + IB
B
(b)p-n-p双级型集体管的电路符号
-
VCE
+
E
发射区 基区 集电区
P
n
P
C
VBE
++ B
I En I BB
I B I E IC I En (I EpICp ) ICn
晶体管中有一项重要的参数
，称为共基电流增益，定义
为
0
I Cp IE
IB
空穴电流 和空穴流
图4.5
因此，得到
＝
0
I
I Cp Ep＋I
En
＝
I Ep I Ep＋I En
I Cp I Ep
}
集电区(P)
11第三章双极性晶体管
(1
安徽大学物理与材料科学学院
半导体器件物理
p E x p E0 p E0 e VE
n p x n p 0e VE
VT
VT
(1
x ) xB
x 1 1 xE
p C x p C0 p C0 e VC
VT
1 e
VT
p E xE p E0
p E x p E0 p E0 e VE
VT
xE x sinh L pE 1 x E WE sinh L pE
4
安徽大学物理与材料科学学院
半导体器件物理
xE x sinh L pE 1 x E WE sinh L pE
而增加。这种现象起因于晶体管的基区宽度调变效应，也称为Early效应
IC
I I B C0 h FE I B I CE 0 1 1
14
安徽大学物理与材料科学学院
半导体器件物理
基区宽度减小使少子浓度梯度增加：
图3-21 晶体管中的少数载流子分布 (a)有源区工作， VEB =常数， VCB 改变时有效基区宽度与少数载流子分布的变化 (b) I CB0 和 I CEO 对应的基区少数载流子分布
VT
1 ）
1 e VC xB sinh L n
VT
1
I nC qA
Dnnp0 Ln
VT
x 1 cth 1
I nE qAD n
np0
x B VE cth L e Ln n
晶体管模型
qe 和 qc（VA和VB）反映了基区宽度调变效应 qf 和 qf（IKF和IKR）反映了大注入效应
半导体器件 3.5 23
I KF =
QB 0
F
IKF正是大注入临界电流。
2002.4 半导体器件 3.5 24
2002.4
4
3.5.2 GP模型 qb通常的描述方式：
3.5.2 GP模型 9 发射系数的影响 定义参数： nF —— 正向电流发射系数 nR —— 反向电流发射系数 发射系数反映了pn结电流~ 电压关系的非理想成 分 qV I
5 2002.4 半导体器件 3.5 6
2002.4
1
3.5.1 EM模型 2. 大信号模型 BJT储存的自由载流子电荷的描述方式： 正向工作： QDE = QE + QJE + QBF + QJC = (τE +τEB +τBF +τD ) ICC ≡τF ICC
3.5.1 EM模型
反向工作： QDC = QC + QJC + QBR + QJE = (τC +τD +τBR +τEB ) IEC ≡τR IEC
2002.4
半导体器件 3.5
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.5.1 EM模型 1. 直流模型 2.4节EM方程反映了BJT的理想直流特性
I E = − (1 + 1 β F ) I S ( e qVBE / kT − 1) + I S e qVBC / kT − 1 qVBE / kT − 1) − (1 + 1 β R ) I S e qVBC / kT − 1 IC = I S ( e
双极型晶体管模型参数提取实验指导书
双极型晶体管模型参数提取在对含双极型晶体管（BJT）的电路进行模拟时，必须提供具有足够精度而又简便的器件模型。
模型选定以后，其模型参数的真实性和数值精度就成了模拟正确与否的决定因素。
由于SPICE已成为国内外流行的通用电路分析程序，因此，对于一个具体版图和工艺设计，如何提取程序要求的BJT模型参数，成为设计人员一项有待掌握的基本技能。
本实验属于综合性较强的实验，其目的和要求是：1．掌握BJT模型，模型参数及其提取方法；2．熟悉用实验方法测取BJT模型参数；3．学习优化程序提取BJT模型参数的方法。
一实验原理1．两类BJT模型参数提取方法对于BJT模型，SPICE－2将简单的EM模型和考虑了各种二级效应的GP模型统一为一个模型，当程序中给定了GP模型的全部参数，就是GP模型，否则自动简化为EM模型。
表1汇总了GP模型全部参数。
其中包括了确定直流特性，反映基区宽度调制和 随Ic变化等效应的参数18个，确定交流特性，模拟结电容，扩散电容及它们随Vbe，Vbc，Ic变化等效应的参数17个，确定温度对BJT特性影响的参数3个和描述噪声特性的参数2个，总共40个参数。
其他电路模拟程序使用了不同的形式和复杂的E-M模型.精度较高的E-M3模型采用24个参数.除了少数模型参数可以直接引用文献提供的数值以外,获取模型参数(所谓提取)有两种方法:一种是分别提取;另一种是整数提取,又称优化提取方法。
分别提取法是安参数定义，设置测试提取方法，分别测量若干于模型参数有关的电学特性，再由相应的模型公式提取这些参数。
这种方法尽量用试验测量来获取参数，计算简单，参数由物理意义，但测试工作量大，所需设备多，准确度低，所得参数往往不能参数见得相互影响，只适用于所对应的测试条件，因而在实际工作条件应用时，会带来较大误差，而且有些参数不易这种方法求得。
整体提取方法以全局优化为目标，测试进可能少的器件外部电学特性，通过数学处理完成模型参数的整体提取。
微电子概论第二章微电子概论 第三节 双极型晶体管
1
1
iCBO ic
说明 > ，由于接近1，所以达
1
几十乃至上百。主要是由于输入端
由微弱的复合电流控制，而输出端
有大的漂移电流增强
➢穿透电流、注入效率与输运系数 (1) 穿透电流
iB
iCBO iCn
令 IC EO (1 ) IC B O
则 iC iB ICEO
当 iB=0 时， iC=ICEO
(2)注入效率
Rb
iB
iE
VBB
iE
称ICEO为穿透电流
发射区向基区注入电流的效率： = iEn/ie
(3)输运系数
基区向集电区电子输运的效率： = iCn/iEn 显然， = iCn/ie ≈
iC Rc
VCC
➢电压放大原理
N
共基极电压放大倍数GV及功率放大倍数GP
GV
iC RC iere
RC re
作业2
1. 已知：一只NPN型双极型晶体管共发射极 连接，测得其电压放大倍数为15，功率放 大倍数为930，基极电流Ib = 50 A，求解 以下问题：（1）画出电路图，并标出发射 极电流Ie、集电极电流Ic和基极电流Ib方向；
（2）求电流放大倍数；（3）求发射极电
流Ie、集电极电流Ic。
2. 能否将BJT的e、c两个电极交换使用，为什 么？
iB′ ic iE iB
共发射极 大
大 大
共基极 大
大
iCn iCBO
iB iE
iE
iC Rc VCC
iC Rc
VCC iB VBB
➢电流增益关系
iE iC iB iE iB iCn iC iCn ICBO iB iB ICBO
实验5~6：双极型晶体管模型参数提取
双极型晶体管模型参数提取在对含双极型晶体管（BJT）的电路进行模拟时，必须提供具有足够精度而又简便的器件模型。
模型选定以后，其模型参数的真实性和数值精度就成了模拟正确与否的决定因素。
由于SPICE已成为国内外流行的通用电路分析程序，因此，对于一个具体版图和工艺设计，如何提取程序要求的BJT模型参数，成为设计人员一项有待掌握的基本技能。
本实验属于综合性较强的实验，其目的和要求是：1.掌握BJT模型，模型参数及其提取方法；2.熟悉用实验方法测取BJT模型参数；3.学习优化程序提取BJT模型参数的方法。
一实验原理1．两类BJT模型参数提取方法对于BJT模型，SPICE－2将简单的EM模型和考虑了各种二级效应的GP模型统一为一个模型，当程序中给定了GP模型的全部参数，就是GP模型，否则自动简化为EM模型。
表1汇总了GP模型全部参数。
其中包括了确定直流特性，反映基区宽度调制和 随Ic变化等效应的参数18个，确定交流特性，模拟结电容，扩散电容及它们随Vbe，Vbc，Ic变化等效应的参数17个，确定温度对BJT特性影响的参数3个和描述噪声特性的参数2个，总共40个参数。
其他电路模拟程序使用了不同的形式和复杂的E-M模型.精度较高的E-M3模型采用24个参数.除了少数模型参数可以直接引用文献提供的数值以外,获取模型参数有两种方法: 一种是分别提取;另一种是整数提取,又称优化提取方法。
分别提取法是安参数定义，设置测试提取方法，分别测量若干于模型参数有关的电学特性，再由相应的模型公式提取这些参数。
这种方法尽量用试验测量来获取参数，计算简单，参数由物理意义，但测试工作量大，所需设备多，准确度低，所得参数往往不能参数见得相互影响，只适用于所对应的测试条件，因而在实际工作条件应用时，会带来较大误差，而且有些参数不易这种方法求得。
整体提取方法以全局优化为目标，测试进可能少的器件外部电学特性，通过数学处理完成模型参数的整体提取。
《双极型晶体管》课件
工艺参数优化
温度控制
在制造过程中，温度是一个重要的工艺参数。适当的温度可以保证 材料的性质和工艺的稳定性。
时间控制
各工艺步骤所需的时间对晶体管的性能也有影响，需要进行精确控 制。
压力与气氛控制
在制造过程中，压力和气氛也是关键的工艺参数。例如，在氧化、蒸 发和腐蚀等步骤中，需要严格控制反应气氛的种类和浓度。
将半导体材料清洗干净并进行 切割，得到可用于制造晶体管
的芯片。
氧化与蒸发
通过氧化和蒸发工艺，在芯片 表面形成一层薄膜，作为晶体 管的介质层。
光刻与腐蚀
通过光刻技术将电路图案转移 到芯片表面，然后进行腐蚀， 形成晶体管的各个电极。
焊接与封装
将各电极通过焊接工艺连接起 来，并将芯片封装在适当的壳 体中，完成双极型晶体管的制
输出特性
总结词
描述了双极型晶体管输出端与集电极电流之间的关系。
详细描述
输出特性曲线反映了集电极电流与输出电压之间的关系，随着集电极电流的增 加，输出电压逐渐减小，表现出负阻特性。
转移特性
总结词
描述了双极型晶体管输入、输出特性的相互影响。
详细描述
转移特性曲线反映了基极电流与集电极电流之间的关系，随着基极电流的增加， 集电极电流也相应增加，表现出良好的线性关系。
工作原理
当在基极上施加电压时，电流从 集电极流向发射极，实现放大或 开关功能。
双极型晶体管的特点
01
02
03Leabharlann 高放大倍数双极型晶体管具有较高的 电流放大倍数，通常在 100-1000倍之间。
低噪声性能
双极型晶体管在低频和高 频应用中表现出良好的噪 声性能。
高速开关
双极型晶体管具有快速开 关速度，适用于高频信号 处理和开关电路。
《双极型晶体管》课件
双极型晶体管的种类
种类
根据结构和工作原理的不同，双极型晶体管可分为NPN型和 PNP型两大类，每种类型又有多种不同的器件结构和用途。
应用领域
双极型晶体管广泛应用于电子设备、通信、计算机、家电等 领域，作为信号放大、开关、稳压、震荡等电路的核心元件 。
02
双极型晶体管的特性
电流-电压特性
基极电流（Ib）
封装与测试
封装形式
双极型晶体管有多种封装形式，如TO-92 、TO-220等，根据应用需求选择合适的 封装形式。
VS
测试方法
对双极型晶体管进行电气性能测试，如电 流放大倍数、集电极电阻等，以确保其性 能符合要求。
05
双极型晶体管的展望
新材料的应用
硅基材料
继续优化硅基双极型晶体管性能，探索更高 频率、更高功率密度和更低噪声的晶体管。
01
导通状态
当基极输入足够大的电流时，晶体 管进入饱和导通状态。
开关速度
晶体管在导通和关断状态之间切换 的速度。
03
02
关断状态
当基极输入负偏置电压或无电流时 ，晶体管处于截止状态。
延迟时间
从基极输入信号到晶体管完全导通 所需的时间。
04
03
双极型晶体管的应用
放大器
总结词
双极型晶体管具有电流放大作用，是放大器中的核心元件。
工作原理
双极型晶体管利用电子和空穴两种载 流子参与导电，通过控制基极电流来 调节集电极和发射极之间的电流，实 现信号放大、开关等作用。
双极型晶体管的结构
结构
双极型晶体管由半导体材料制成，通 常采用NPN或PNP结构，由三个区域 （基区、集电区和发射区）和三个电 极组成。
高频npn双极型晶体管Silvaco TCAD仿真
高频npn双极型晶体管Silvaco TCAD仿真一、npn晶体管器件物理1.npn晶体管的基本结构和制造工艺（1）npn晶体管的基本结构双极型晶体管由两个“背靠背”的pn结组成，一种基本结构如图1所示，晶体管中两种载流子都参与导电。
双极型晶体管按照导电类型和极性可划分为npn 晶体管和pnp晶体管，按照制作工艺可划分为合金管、平面管和台面管。
图 1 双极型晶体管基本结构（2）npn晶体管的制造工艺1948年，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿利用合金烧结法制作了第一个锗基双极型晶体管分立器件，奠基了现代电子技术的基础[1]。
npn晶体管制造的平面外延工艺在上世纪70年代一度成为主流，随着各种先进工艺和材料的引进，npn晶体管普遍使用多晶硅发射极的结构以提升注入效率，通过异质外延、离子注入、极紫外光刻等技术，npn晶体管尺寸更小、掺杂浓度更高更精确，性能也更出色。
2.npn晶体管的输出特性和击穿特性（1）npn晶体管的电流放大功能当处于放大工作状态时，npn晶体管的电流输运分为以下三个步骤：发射区发射载流子→基区输运载流子→集电区收集载流子，由于两种载流子都参与晶体管的电流输运，故得名“双极型晶体管”，三个过程定量描述载流子输运的系数分别是注入效率、基区输运系数和集电区雪崩倍增因子。
当npn型双极型晶体管发射结正偏、集电结反偏时，晶体管的基极电流将与集电极电流呈现近似比例关系，即I C=βI B（β>>1），呈现出“电流放大”的功能，其中β称为npn晶体管的电流放大系数。
npn晶体管的输出特性曲线如图2所示，图中虚线代表V BC=0，即V CE=V BE 的情形，是放大区和饱和区的分界线。
（2）npn晶体管的击穿特性当双极型晶体管一个电极开路，在另外两个电极外加反向偏压时，npn晶体管将发生雪崩倍增效应，产生类似于pn结的击穿现象，基极开路时，使I CEO→∞的V CE称为BV CEO，npn晶体管的BV CEO曲线表示如图3所示。
第01讲-MOS晶体管与双极型晶体管的比较
63
强反与速度饱和条件下fT的模型
大规模模拟集成电路
64
强反与弱反条件下fT的模型
大规模模拟集成电路
65
fT与状态系数i的关系
大规模模拟集成电路
66
实例：是fT吗?（L=Lmin）
大规模模拟集成电路
67
MOST电容CSB和CDB
大规模模拟集成电路
68
射频（RF）模型
大规模模拟集成电路
69
大规模模拟集成电路
29
本讲内容
• MOS晶体管模型
– – – – – 作为电阻的MOS晶体管 在强反状态作为放大器件的MOS晶体管 在弱反和强反状态之间的变换 在强反和速度饱和状态之间变换 电容与fT
• 双极型晶体管模型 • MOS与双极型晶体管的比较
大规模模拟集成电路 30
弱反条件下gm、IDS 与VGS的关 系
BJT模型简单总结
大规模模拟集成电路
82
本讲内容
• MOS晶体管模型 • 双极型晶体管模型 • MOS与双极型晶体管的比较
大规模模拟集成电路
83
比较之一
大规模模拟集成电路
84
比较之二：最小VDS
大规模模拟集成电路
85
比较之之三：gm /IDS
大规模模拟集成电路
86
选择gm的设计参数
大规模模拟集成电路
87
比较
大规模模拟集成电路
88
本讲内容
• MOS晶体管模型 • 双极型晶体管模型 • MOS与双极型晶体管的比较
大规模模拟集成电路
89
大规模模拟集成电路
12
本讲内容
• MOS晶体管模型
– – – – – 作为电阻的MOS晶体管 在强反状态作为放大器件的MOS晶体管 在弱反和强反状态之间的变换 在强反和速度饱和状态之间变换 电容与fT
双极晶体管模型
2. 实用关系式
Ie=-ICC/βF-ICT IC=ICT-IEC/βR 这就是实用双极晶体管直流特性模型，共有3个模型参数： IS、βF和βR 这3个参数记为： IS(晶体管饱和电流) BF(正向电流放大系数) BR(反向电流放大系数)。 考虑到电流和电压的指数关系是exp(qVb’c’/NFkt)和 exp(qVb’e’/NRkt) 则直流模型中还要包括两个模型参数: NF(正向电流发射系数) NR(反向电流发射系数)。
一、 EM－1模型 (J. J. Ebers J. L. Moll)
2. 实用关系式
对上述方程进行下述处理，可以得到实用的直流特性模型。 记 αFIF＝αF IES[exp(qVb’e’/kt)-1] ＝IS[exp(qVb’e’/kt)-1]＝ICC CC：Collector Collected αRIR＝αR ICS[exp(qVb’c’/kt)-1] ＝IS[exp(qVb’c’/kt)-1]＝IEC EC：Emitter Collected 代入前面方程，得： Ie=-IF＋αRIR＝－ICC/αF+IEC =(-ICC/αF+ICC)-(ICC-IEC) =-ICC/βF-ICT (ICT＝ICC-IEC) IC= αFIF - IR= ICC- IEC/αR =(ICC- IEC)-(IEC/αR-IEC) =ICT-IEC/βR
三、EM－3模型
2. 大电流和小电流下电流放大系数β减小现象的描述
(1) 小电流效应的表征 在小电流下，电流放大系数减小的原因是由于势垒复合和基区表面复合 效应，使基区电流所占的比例增大。 为此，引入下述基区复合电流项描述be结的影响： Ib(复合)=I2＝ISE[exp(qVb’e’/NekT)-1] 对bc结，采用同样方法，引入又一项基区复合电流： I4＝ISC[exp(qVb’c’/NckT)-1] 相当于等效电路中IB增加两个电流分量。 因此，要考虑基区复合电流的影响，需新增下述4个模型参数描述小电 流下复合电流对电流放大系数的影响： ISE(发射结漏饱和电流) ISC(集电结漏饱和电流) NE(发射结漏电流发射系数) NC(集电结漏电流发射系数)
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我们称vBC = 0的解称为"正向" 解：
而vBE = 0 则是"反向" 解：
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片6
BJT模型: 埃伯斯－莫尔模型，继续 定性的, 正向和反向部分如下: 正向:
反向:
二者结合则组成了完整的埃伯斯-莫尔模型
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片7
npn型BJT BF 对IC 图表
Jesus Del Alamo图象. 经过允许. Clif Fonstad, 9/03 第9讲- 幻灯片11
6.012 –微电子器件与电路 第9 讲– 双极晶体管模型– 摘要 BJT 的工作原理和优化 最佳设计: NDE >> NAB 使δE 减小 wB 减小δB 从而减小 NAB >> NDC 使wB* 不受VCE影响 npn与pnp首选npn因为De >Dh,µe >µh 在F.A.R.中的器件和模型 大信号FAR模型: βF = αF/(1-αF) IBS = (1 -αF)IES =IES /(βF + 1) 埃伯斯－莫尔模型
缺陷: 射极缺陷， (理想状态应是<<1) 基极缺损, äB = (wB 基极缺陷， 集电极缺陷， (通常可以忽略) (可能很大)
Clif Fonstad, 10/03
第9讲- 幻灯片12
BJT特性(npn)
输入曲线 BJT模型
输出曲线族
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片8
npn型BJT输出IV 特性曲线
Jesus Del Alamo图象. 经过允许. Clif Fonstad, 9/03 第9讲- 幻灯片9
npn型BJT根梅尔图表
Jesus Del Alamo图象. 经过允许. Clif Fonstad, 9/03 第9讲- 幻灯片10
表明:
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片3
npn型BJT 复习:，继续.: 对F.A.R.模型进行更多的观察 我们有:
我们也可以说Biblioteka :产生这个特性的电路模型如下:
说明: iF =-iE.
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片4
npn型BJT: FAR模型结构设计
过剩载流子：p', n'
Clif Fonstad, 10/03
第9讲- 幻灯片1
npn型BJT: 与6.002中与n沟道MOSFET作对比 简单的特性，简单的用途.
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片2
npn型BJT 复习: 在正向工作区的iE(VBE,VBC)和 iC(VBE, VBC), VBE >0, VBC <0
电流：
Clif Fonstad, 9/03
第9讲- 幻灯片5
BJT模型: 埃伯斯－莫尔模型 我们的F.A.R.结论是重要的普通模型的一种特殊例子 它描述了BJT在所有工作区域的工作情况， 这就是 "埃伯斯－莫尔" 模型。 我们已经能够解决普通的漂移问题和得到BJT特性的 一个大致表达式，继续下列步骤我们 通常观察F.A.R.模型。 但是在埃伯斯－莫尔模型中我们利用 叠加原理来解决每一个独立的应用"激励"问题。 然后整合结果：
6.012 – 微电子器件与电路 第9 讲– 双极型晶体管模型– 概述 •公告 分发概述和摘要的讲稿 第一次测验– 10月8日, 下午7:30-9:30; p-n结二极管, PS #4 •BJT 工作原理和最佳化: 复习FAR模型 工作区域: 1. 正向工作区，2. 截止区， 3. 饱和区，4.反向工作区 设计晶体管结构：性能取舍，设计规则 射极二极管模型,βF 模型, αF 模型 •BJT的埃伯斯－莫尔模型(用npn作为例子) 建模目的: 电路结构一定，求iE (VBE , VBC) 和iC (VBE , VBC) 。 步骤: 用叠加法分成几个步骤解决 iE(VBE ,VBC)= iE(VBE, 0) + iE (0, VBC) iC(VBE ,VBC)= iC(VBE, 0) + iC (0, VBC) (正向) (反向) 正向(VBE, 0) 和反向(0, VBC) 的解决方案: 缺点(d's), 完整的模型： •FAR模型的局限性 基区宽度调制, 厄利效应 β 随电流的变化: EB SCL 复合., HLI, 和IR 下降