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雙極型晶體管半導(dǎo)體

信息來源:本站 日期:2017-05-24 

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晶體管(是轉(zhuǎn)換電阻transfer rcsistor的縮寫)是一個多重結(jié)的半導(dǎo)體器件,通常晶體管會與其他電路器件整合在一起,以獲得電壓、電流或是信號功率增益.雙極型晶體管,或稱雙極型結(jié)晶體管,是最重要的半導(dǎo)體器件之一,在高速電路、模擬電路、功率放大等方面具有廣泛的應(yīng)用,雙極型MOS器件是一種電子與空穴皆參與導(dǎo)通過程的半導(dǎo)體器件,與只由一種載流子參與傳導(dǎo)的場效應(yīng)器件不同.

圖5.1為單一 p-n-p雙極型晶體管的透視圖,其制造過程是以p型半導(dǎo)體器件為襯底,利用熱擴(kuò)散的原理在p型襯底上形成-n型區(qū)域.再在此n型區(qū)域上以熱擴(kuò)散形成一高濃度的p+型區(qū)域,接著以金屬覆蓋p+、n以及下方的p型區(qū)域形成歐姆接觸.詳細(xì)的晶體管工藝將在后面的章節(jié)中討論.


圖5.2(a)為理想的一維結(jié)構(gòu)p-n-p雙極型晶體管,具有二段不同摻雜濃度的區(qū)域,形成兩個p-n結(jié),濃度最高的p+區(qū)域稱為發(fā)射區(qū)(在圖5.2中以E定義);中間較窄的n型區(qū)域,其雜質(zhì)濃度中等,稱為基區(qū)(base,定義為B),基區(qū)的寬度需遠(yuǎn)小于少數(shù)載流子的擴(kuò)

散長度;濃度最小的p型區(qū)域稱為集電區(qū)(定義為c).

各區(qū)域內(nèi)的濃度假設(shè)為均勻分布,p-n結(jié)的概念可直接應(yīng)用在晶體管內(nèi)的結(jié)上,

圖5.2(b1是一個p-n-p雙極型晶體管的電路符號,圖中亦顯示各電流成分和電壓極性,箭頭表示晶體管在一般工作模式(或稱放大模式)下各電流的方向,而“+”、“一”符號表示電壓的極性我們亦可用雙下標(biāo)的方式,來表示電壓的極性.在放大模式下,射基結(jié)必須為正向偏壓(VEB>o),而集基結(jié)為反向偏壓(VBb<0).根據(jù)克西荷夫電路定律,對此三端點(diǎn)器件,只有兩獨(dú)立電流;若任兩電流為已知,第三端點(diǎn)電流即可求得.


n-p-n雙極型晶體管的結(jié)構(gòu)與p-n-p雙極型晶體管是互補(bǔ)的,圖5.2(c)與圖5.2(d)分別是理想p-n-p晶體管的結(jié)構(gòu)與電路符號。將p-n-p雙極型晶體管結(jié)構(gòu)中的p換成n、n換成p,即為n- p-n雙極型晶體管的結(jié)構(gòu),因此電流方向與電壓極性也都相反.在下一小節(jié)中,我們將仔細(xì)討論p-n-p雙極型晶體管,因為其少數(shù)載流子(空穴)的流動方向與電流方向相同,可更直觀地了解電荷運(yùn)動的機(jī)制,只要了解了p- n-p晶體管,我們只要將極性和摻雜類型調(diào)換,即可描述n-p-n晶體管


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