第二章双极型晶体管的直流

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描述电流放大系数的中间参量
忽略势垒复合，发射结正向电流 中电子电流（将可能形成集电极 电流）所占的比例 描述少子在基区 输运过程中复合 损失的程度
发射结注入效率
I ne Ie
*
基区输运系数 *
I nc I ne I r Ir 1 I ne I ne I ne
1 i
e
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描述电流放大系数的中间参量
忽略势垒复合，发射结正向电流 中电子电流（将可能形成集电极 电流）所占的比例 描述少子在基区 输运过程中复合 损失的程度
发射结注入效率
I ne Ie
基区输运系数 *
*
I nc I ne I I 1 I ne I ne I ne
c-b间的pn结称为集电结(Jc) e-b间的pn结称为发射结(Je) 中间部分称为基区，连上电极称为基极， 用B或b表示（Base）；
两种极性的双极型晶体管
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双极型晶体管的符号在图的下方给出，发 射极的箭头代表发射极电流的实际方向。 从外表上看两个N区,(或两个P区)是对称的， 实际上发射区的掺杂浓度大，集电区掺杂浓度 低，且集电结面积大。基区要制造得很薄，其 厚度应远小于少子扩散长度。
Ic * I nc
因高阻集电区压降而形成附加的 少子漂移电流使集电极电流增大
集电区倍增因子*
I I I I I c 集电结势垒区中雪崩倍增效 * * M 应引起集电极电流的增大 I I I I I c0
I b I cbo I pe I r
双极型晶体管放大机理
Ic Ie Ib
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晶体管的三种连接方式及其电流放大系数
n p n 两种电流放大系数之间关系： 共发射极电流放大系数： 共基极电流放大系数： 共发射极直流短路电流放大系数 Ic 0 0 0 0 共基极直流短路电流放大系数 I Ie I 1 1 c0 c 0I Ib c 0 0 Ie 0 1 0 1 共发射极短路电流放大系数 共基极短路电流放大系数 ic 1 eb ic ib 1
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双极型三极管的参数
参数 型号 3AX31D 3BX31C 3CG101C 3DG123C 3DD101D 3DK100B 3DK23G
PCM mW 125 125 100 500 5W 100 250W
I CM mA 125 125 30 50 5A 30 30A
VRCBO VRCEO VREBO V V V 20 12 40 24 45 40 30 300 250 4 25 15 400 325
缓变基区晶体管
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2. 杂质分布
台面管 •集电结为扩散结 •发射结可为扩散结或合金结
•基区杂质分布缓变
用化学腐蚀方法制 出台面，消除集电 结边缘电场集中， 提高反压。
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§ 2.2 晶体管的放大机理
1. 晶体管的能带图及少子分布
2. 晶体管中的电流传输过程及放大作用
载流子传输过程 晶体管的三种连接方式及其电流放大系数
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§ 2.1 双极晶体管的基本结构和杂质分布
1. 基本结构 两个背靠背靠得很近的p-n结组成了双极型晶体管：
发 射 极 发 射 基区 结 集 电 结 集 电 极
发射区
集电区
基极
基区宽度远远小于少子扩散长度
分为：npn和pnp两种类型பைடு நூலகம்
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双极型晶体管的结构
一侧称为发射区，电极称为发射极， 用E 或e表示（Emitter）；另一侧称为集电区和集电极， 双极型晶体管的结构示意图如图所示。 用C或c表示（Collector）。 它有两种类型:npn型和pnp型。
第二章双极型晶体管的直流特性
晶体管分类：
•结型晶体管 又称双极型晶体管（Bipolar
Junction Transistor-BJT ）
•场效应晶体管 (Field Effect Transistor-FET)
又称单极型晶体管(Unipolar Devices)
•两者复合 如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
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2. 杂质分布
合金管
•两个p-n结都用合金法烧结而成 •三个区内杂质各自均匀分布
•发射结和集电结都是突变结
均匀基区晶体管
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2. 杂质分布
合金扩散管 •发射结为合金结，集电结为扩散结 •发射结是突变结，集电结是缓变结 •基区杂质分布缓变
缓变基区晶体管
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2. 杂质分布
平面管 •发射结和集电结均为扩散结 •基区杂质分布缓变
I C BO μA ≤6 ≤6 0.1 0.35 ≤2mA ≤0.1
fT MHz *≥ 8 *≥ 8 100
300 8
注：*为 f
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主要内容
讨论双极型型晶体管的直流特性， 内容包括： §2.1 基本结构和杂质分布 §2.2 放大机理 §2.3 直流特性及电流增益 §2.4 反向电流及击穿电压 §2.5 直流特性曲线 §2.6 基极电阻 §2.7 等效电路模型－Ebers-Moll模型
因高阻集电区压降而形成附加的 少子漂移电流使集电极电流增大
集电区倍增因子*
Ic * I nc
Ic M I c0
集电结雪崩倍增因子M
集电结势垒区中雪崩倍增效 应引起集电极电流的增大
I c I ne I nc I c 0 I c * * 0 M Ie I e I ne I nc I c 0
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半导体三极管的型号
国家标准对半导体三极管的命名如下: 用字母表示同一型号中的不同规格 3 D G 110 B 用数字表示同种器件型号的序号 用字母表示器件的种类 用字母表示材料 三极管 第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、 C硅PNP管、D硅NPN管 第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、 G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管
描述电流放大系数的中间参量
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§ 2.2 晶体管的放大机理
1. 晶体管的能带图及少子分布
有效基区宽度
几何基区宽度
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2. 晶体管中的电流传输过程及放大作用
载流子传输过程： 1. 发射结注入
I e I ne I pe
2. 基区输运
I nc I ne I r
3. 集电结收集
I c I nc I cbo