双极型晶体管复习重点

7.突变结近似：认为从中性半导体区到空间电荷区的空间电荷密度有一个突然的不连续。

内建电势差：热平衡状态下pn结内p区与n区的静电电势差。

耗尽层电容（势垒电容、结电容）：反向偏置下pn结的电容。

耗尽区（空间电荷区）：冶金结两侧由于n区内施主电离和P区受主电离而形成的带净正电荷与负电的区域。

冶金结：pn结内p型掺杂与n型掺杂的分界面。

单边突变结：冶金结一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的pn结。

反偏：pn结的n区相对于p区加正电压，从而使p区与n区之间的势垒大小超过热平衡状态时势垒的大小。

空间电荷区宽度：空间电荷区延伸到P区与n区内的距离，它是掺杂浓度与外加电压的函数。

变容二极管：电容随着外加电压的改变而改变的二极管。

线性缓变结：冶金结两侧的掺杂浓度可以由线性分布近似的pn结。

8.雪崩击穿：电子或空穴穿越空间电荷区时，与空间电荷区内原子的电子发生碰撞产生电子空穴对，在pn结内形成一股很大的反偏电流，这个过程称为雪崩击穿。

Avalanche breakdown：the process whereby a large reverse-bias pn junction current is created due to the generation of electron-hole pairs by the collision of electron an holes with atomic electrons within the space charge region.齐纳击穿：重掺杂PN结，随着结上反偏电压的增大，可能使P区价带顶高于n区导带底，p区价带的电子可通过隧穿效应直接穿过禁带到达n区导带，成为导电载流子，当结上反偏电压增大到一定程度，将使遂穿电流急剧增加，呈现击穿现象。

Tunnel breakdown: In a highly doped junction, the conduction and valence bands on opposite sides of the junction are sufficiently close during reverse bias that electrons may tunnel directly from the valance band on the p side into the conduction band on the side.载流子注入：外加偏压时，pn结体内载流子穿过空间电荷区进入P区或n区的过程；临界电场：发生击穿时pn结内空间电荷区的最大电场强度。

扩散电容：正偏pn结内由于少子的存储效应而形成的电容。

扩散电导：正偏pn结的低频小信号正弦电流与电压的比值。

正偏：p区相对于n区加正电压。

此时结两侧的电势差要低于热平衡时的值。

产生电流：pn结空间电荷区由于电子空穴对热产生效应形成的反偏电流。

长二极管；电中性p区与n区的长度大于少子扩散长度的二极管。

复合电流：穿越空间电荷区时发生复合的电子与空穴所产生的正偏pn结电流。

反向饱和电流：pn结体内的理想反向电流。

短二极管：电中性p区与n区中至少有一个区的长度小于少子扩散长度的pn结二极管。

存储时间：当PN结二极管由正偏变为反偏时，空间电荷区边缘的过剩少子浓度由稳态值变为零所用的时间。

10.α截止频率：共基极电流增益幅值变为其低频值的时的频率。

β截止频率：共发射极电流增益幅值下降到其低频值的时的频率。

基区渡越时间：少子通过中性基区所用的时间。

基区输运系数：共基极电流增益中的一个系数，体现了中性基区中载流子的复合。

基区宽度调制效应：随CE结电压或者CB结电压的变化，中性基区宽度的变化。

集电结电容充放电时间：随发射极电流变化，BC结空间电荷区和集电区-衬底结空间电荷区宽度发生变化的时间常数。

集电结耗尽区渡越时间：载流子被扫过BC结空间电荷区所用的时间。

截止：晶体管两个结均加零偏或反偏时，晶体管电流为零的工作状态。

截止频率：共发射极电流增益的幅值为1时的频率。

厄尔利电压：反向延长晶体管的IV特性曲线与电压轴交点的电压绝对值。

EB结电容充放电时间：发射极电流的变化引起BE空间电荷区宽度变化所需的时间。

输出电导：集电极电流对CE两端电压的微分之比耗尽层近似：耗尽层有确定的边界；耗尽层范围内电子空穴浓度近似为0耗尽层外，电子空穴浓度维持原先值不变。

饱和压降：共射极连接晶体管处于饱和状态时，输出端集电极与公共端发射极之间的压降。

（描述开关晶体管与理想开关之间的差距）正向压降：输入端基极与公共端发射极之间的压降。

（晶体管进入饱和导通状态需要的输入电压。

）基区宽变效应（厄利效应）：随集电结电压增大，bc结空间电荷区变宽，则深入到基区的空间电荷区宽度也变大，使有效基区宽度减小，基区宽度随集电结反偏电压变化的现象叫做基区宽变效应正向压降为负温度系数，正向电流为正温度系数，在获得相同大小的电流情况下，所需加的正向偏置电压减小，因此，正向压降为负温度系数。

减小电压随温度的变化：基准电压在6.5V左右，串联二极管二次击穿：晶体管从高电压小电流向低电压大电流跃变并伴随着电流急剧增大的现象。

避免二次：避免集边效应，加镇流电阻在发射极上，形成负反馈，增加集电区宽度，采用多层集电区结构，加嵌位二极管。

改善开关特性：减小结电容：减小势垒电容充放电时间；减小基区宽度：减小饱和状态下基区积累的少子总数；增大基区少子抽取，掺金；引入外延结构，降低外延层电阻率；ＢＣ结并联肖特基二极管控制饱和深度基区自偏压和电流集边一样，基区自建电场是掺杂。

反偏是基区宽变，正偏小复合，大大注入，大注入引起基区展宽，基区电导调制，电流集边4个假设：耗尽层近似；小注入；不考虑耗尽区电子空穴的产生与复合；耗尽层边界载流子浓度分布满足玻尔兹曼方程。

提高雪崩击穿电压：降低轻掺杂一侧的掺杂浓度，采用高压二极管，台面结构，把pn结周围挖槽，加钝化台面工艺。

雪崩击穿正温度系数：温度升高，晶格振动加剧，载流子平均自由程减小，积累到形成碰撞电离的能量所需的电场增大，所以击穿电压增大。

齐纳击穿负温度：温度升高，禁带宽度减小，L减小，容易发生遂穿，提高β：增大基区Gummel数，适当减小基区掺杂浓度，增大基区杂质分布梯度，提高工艺，提高Db，tb，提高工艺，减小表面复合和漏电流。

大注入：注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度接近或者超过原来的平衡多数载流子浓度时的一种情况。

High-level injection: if the injected minority carrier concentration is not less than the majority carrier concentration ,it is called high-level injection展宽β：减小复合中心杂质，加强表面清洁处理，减小表面复合中心，采用双基极条，多发射极条外延参数：根据Vce的要求，保证在工作期间不出现BC结击穿来确定外延层电阻率；根据BC结击穿时不出现外延层穿通来确定外延层的厚度。

厚度集电结结深，集电区厚度，衬底杂质反扩散深度。

提高Pcm：降低热阻；提高最高结温；降低使用环境温度扩大安全工作区：努力做到使安全区由最大集电极电流最高集电极电影和最大功耗线索限定，即必须改善二次击穿特性，使二次击穿临界线移到最大功耗线之外Gummel数：单位结面积对应的发射区掺杂总数。

γ：注入到基区的少子电流占发射极总电流的比例。

正向放大反向放大差别大：发射结两侧杂质浓度的差别；基区自建电场对注入到基区少子运动的加速和减速；发射结和集电结面积大小的比较。

多发射极条结构优点：每个发射极条两侧均有基极条，从而减小基区串联电阻，充分利用发射极周长发射电流，在保证发射极电流I e的前提下，多发射极条结构的发射区周长面积比最小，是解决双极晶体管功率和频率之间矛盾的一项主要措施。

缺点：器件面积将随之增大。

发射区图形宽度取决于光刻精度，总条长取决于工作电流I e。

确定单个发射极条的长度要考虑发射极金属条压降产生的自偏压效应。

确定外延层电阻率要满足BC结击穿电压的要求，确定外延层厚度要考虑在BC结发生雪崩击穿之前，不发生外延层穿通。

晶体管模型与模型参数的含义：对电路进行模拟仿真时，每个晶体管都用其等效电路来代替，能代表晶体管特性的等效电路就称为晶体管模型。

“等效”是指晶体管模型和实际晶体管器件的端特性等效。

描述晶体管模型中每个元件值的参数就称为晶体管模型；作用：晶体管模型是否精确以及晶体管模型参数是否较好的描述实际器件的特性，将决定电路模拟是否正确可信。

面积因子：同一工艺过程生成的不同图形尺寸的二极管，剖面结构相同，只是结面积不同因此与结面积无关的模型参数（如VD、M、N等）相同，与面积有关的模型参数（如Is、Cj0等）不同，这样可以将其中一个二极管作为参照二极管，只要将其他二极管的面积取为1，同时给出该参照二极管的模型参数，其他二极管只要给出其结面积与参照二极管结面积之比，称之为面积因子，则这些二极管模型参数中与面积无关的模型参数就取二极管的模型参数，与面积有关的模型参数就用参照二极管的模型参数，再按照与结面积的关系与面积因子相计算即可。

采用面积因子的优点是同一工艺下的不同二极管可以共用一组模型参数，而不需要对每一种二极管都要给出一组模型参数。

如果不需要考虑这些默认值为0或者无穷大的模型参数反映的物理效应的影响，就可以直接采用这些默认值。

提高晶体管特征频率：减小基区宽度，以减小基区渡越时间；减小发射结面积和集电结面积，是减小发射结和集电结势垒电容从而减少时常数tc和te的主要途径；采用N+—P—N——N+在频率远大于fβ但是小于ft的范围，由于，可以得到f*β=ft，因此特征频率ft又称为增益带宽积。

发射结电容时常数，基区渡越时间，集电结渡越时间和集电结电容时常数。

Rc=，Ie为发射极电流。

Cje和Cjc分别为发射结和集电结势垒电容，Rc为集电区串联电阻，Xmc为集电结空间电荷区宽度，Vdc为电子通过集电结空间电荷区漂移速度的最大值Ft随Ic，小电流下，Rc很大，te为主要因素，ie增大，Re变小，te随ic增大迅速减小，使ft随ie增大迅速上升。

当te减小到小于tb时，tb成为影响ft的主要因素，电流进一步增大到超过某一临界值后，大电流下的基区电导调制效应和有效基区扩展效应，使ft下降。

Ft随vce，Vce较小，集电结空间电荷区宽度xdc较小，有效基区宽度较大，tb较大，同时xdc较小，集电结势垒电容cjc较大，tc较大，另外，Vce小，载流子通过集电结空间电荷区漂移速度小，td大，总之，Vce小，tec大，ft小。

随着vce增大，xdc增加，有效基区宽度减小，空间电荷区电场增大，载流子漂移速度提高，tec减小，ft大。