微电子器件原理-第3章 三极管

Npn晶体管直流Ebers-Moll模型
包括寄生效应的Npn晶体管直 流Ebers-Moll模型
正向工作时Npn晶体管直流 Ebers-Molwk.baidu.com模型
包括寄生效应正向工作时Npn 晶体管直流Ebers-Moll模型
忽略寄生效应Npn晶体管小信 号混合模型
包括寄生效应Npn晶体管小信 号混合模型
击穿电压定义
共发射极电流-电压特性IB=0 共基极电流-电压特性IE=0
电子和空穴在晶体管内的运动
最近报道的npn晶体管BVCE0和BVCB0的值
二次击穿现象
二次击穿临界线
说明电流集中二次击穿的简单模型
发射极镇流电阻
基极开路时，集电区电场分布
基极开路时，IC-VCE特性曲线
双层集电区示意图
第三章 三极管
• 3.1 n-p-n晶体管
• 3.2 理想的电流电压特性 • 3.3 典型的n-p-n晶体管特性 • 3.4 三极管模型 • 3.5 击穿电压
3.1 n-p-n晶体管
• 三极管基本工作原理
• 简单二极管理论的修正
3.1.1 三极管基本工作原理
n-p-n晶体管一维表示、剖面图级能带结构示意图
1.均匀能带时（禁带宽度为常数 时），准中性区的电场
N-p-n晶体管在离子注入或 扩散时掺杂浓度剖面
N-p-n晶体管在用多晶硅发 射极时的掺杂浓度剖面
用经验公式计算的带隙变窄现象
N-p-n晶体管电流电压特性
N-p-n晶体管Gummel图
电流增益与收集结电流的关系
典型的现代N-p-n晶体管的寄生 电阻
三极管的基本工作原理
• 电子运动：发射区基区
集电区产生集电极电流IC， 在基区不复合；在x方向，
Jn(x)为“—”
• 空穴运动：基区发射区 产生基极电流IB（在发射区
或发射极与电子复合）；在能带图
x方向；Jp(x)为“—”
三极管的基本工作原理
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•
“0”点：有两种，物理上的和数学上的；
发射区末端：x=-WE；基区末端x=WB 由于耗尽层的存在准中性n型区与p型区 要小于物理上的宽度，两者没有区别
•
•
注意：载流子传输方程中的宽度均为准
中性区的宽度 发射区结深XjE：扩散 0.2um or 大于 0.2um，多晶硅 30多nm
•
基区结深：XjB；
XjE ，0.1um or 更少
基区宽度：XjB-
能带图
符号
3.1.2二极管理论的修正
3个被忽略的重要效应必须被包括：
• 准中性区的电场； • 重掺杂； • 非均匀能带
钳位二极管结构示意图
晶体管的安全工作区
不同条件下的晶体管安全工作区
Early电压定义
B-C结大偏压时正向工作的npn晶体管
N-p-n晶体管B-C结大反向偏压时 的Gummel图
N-p-n晶体管B-C结电荷分布
器件模拟的掺杂浓度
电场分布
收集区中过剩的空穴浓度
收集区中过剩的电子浓度
器件剖面图
npn晶体管的电流-电压特性
（包含隧道电流）
Npn晶体管基本的EbersMoll模型