文档介绍：Bipolar junction transisitor
(BJT)
第三章双极晶体管
第三章双极晶体管
双极晶体管的工作原理
少子的分布与直流特性
低频共基极电流增益
非理想效应
等效电路模型
频率特性
大信号开关特性
其他的双极晶体管结构
无源器件(passive device) :工作时不需要外部能量源(Source Energy)的器件。电阻、电容、电感、二极管。
有源器件(Active Device) :
工作时需要外部能量源的器件,该器件至少有一个输出,并且是输入信号的一个函数。
如:双极晶体管、金属-氧化物-半导体场效应晶体管、结型场效应晶体管…
原理:在器件的两个端点施加电压,控制第三端的电流
晶体管的诞生
1947年12月23日,美国物理学家肖克莱(W·Shockley)和布拉顿和巴丁在著名的贝尔实验室向人们展示了第一个半导体电子增幅器,即最初的晶体管。
获得了1956年若贝尔物理学奖金
第一支晶体管表面积2cm2,相当于现在十亿个晶体管
晶体管的诞生
1947年的圣诞前某一天,贝尔实验室中,布拉顿平稳地用刀片在三角形金箔上划了一道细痕,恰到好处地将顶角一分为二,分别接上导线,随即准确地压进锗晶体表面的选定部位。电流表的指示清晰地显示出,他们得到了一个有放大作用的新电子器件!布拉顿和巴丁兴奋地大喊大叫起来。布拉顿在笔记本上这样写道:“电压增益100,功率增益40……实验演示日期1947年12月23日下午。”作为见证者,肖克莱在这本笔记上郑重地签了名。
1948年,肖克莱发明了“结型晶体管”。1948年7月1日,美国《纽约时报》只用了8个句子的篇幅,简短地公开了贝尔实验室发明晶体管的消息。“一石激起千层浪”,它就像颗重磅炸弹,在全世界电子行业“引爆”出强烈的冲击波。电子计算机终于就要大步跨进第二代的门槛!
1954年,贝尔实验室使用800支晶体管组装成功人类有史以来第一台晶体管计算机 TRADIC
双极型晶体管的工作原理
双极型晶体管的工作原理
均匀基区:少子扩散—扩散晶体管
缓变基区:扩散+漂移—漂移晶体管
合金晶体管:
铟球+N型鍺+铟球,熔化-冷却-析出形成再结晶层,PNP,分布均匀
平面扩散晶体管
发射区,基区杂质分布非均匀
发射结近似为突变结
集电结为缓变结
双极型晶体管的工作原理
N=ND-NA 硼B、磷P分别采用预淀积、再分布两步扩散形成高斯分布。
N=NSeexp(-x2/Le2)-Nsbexp(-x2/Lb2)+NC
Le2=4Dete,De 磷扩散系数,te扩散时间
Lb2=4Dbtb,Db 硼扩散系数,tb扩散时间
NSe磷表面浓度,NSb硼表面浓度
集成电路中的常规npn管
双极型晶体管的工作原理