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003双极晶体管1a1.ppt

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003双极晶体管1a1.ppt

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文档介绍

文档介绍:003双极晶体管1a1
半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。
BJT的结构简介
(a) NPN型管结构示意图
(b) PNP型管结构示意图
(c) NPN管的电路符号
(d) PNP管的电路符号基区晶体管---合金管
为了分析问题的方便,先作几点假设-下页

几点基本假设:
1. E、B、C杂质均匀分布,E结C结都是突变结
2. E结C结为平行平面结,其面积相同,电流垂
直结平面流动。
,势垒区外没有电场
,少子浓度按指数规律衰减
,势垒复合及势垒产生均可以忽略
;WB为常数。
*
*
*
*
*
*
*
分析过程(均匀基区):
缓变基区晶体管的直流伏安特性
3. 由这些电流分量得出晶体管的伏安特性方程
1. 由连续性方程求出各区(基区、发射区、集电区)少子分布
2. 从电流密度方程导出晶体管内部流动的各电流分量(基区、发射区、集电区)
基区
back
*
*
基区少子分布(表达式)
*72
基区很窄时,可近似为
由连续性方程求各区的少子分布函数
0
back
发射区
发射区少子分布(表达式)
*74
*
0
集电区
集电区少子分布(表达式)
*75
*
以上求出了三个区的少子分布函数,接下来就利
用电流密度方程得出各个电流分量的大小
*
back
0
基区
*
*
基区电子电流(表达式)
书本76页有详细推导,同学自己看
0
back
*
*
*
以上是基区的电流分量,接下来看发射区的电流分量
时上式同样可以利用下面近似关系进行近似
*
*
发射区
*
*
发射区空穴电流(表达式)
书本77页有详细推导,同学自己看
0
从基区注入到发射区的空穴电流分量
back
以上是发射区的电流分量,接下来看集电区的电流分量
集电区
*
*
集电区空穴电流(表达式)
0
集电区的空穴电流分量
back
以上是集电区的电流分量,三个区的电流分量都求出来了
均匀基区晶体管的伏安特性方程:
可见,通过每个结的电流不是只与该结上偏压有关系,同时还与另一个结上的偏压有关,
这表明了发射结和集电结的相互作用.
返回本节末
*
均匀基区晶体管的直流伏安特性到此就分析完了,其重点是要求大家掌握这个分析方法和结论
晶体管的伏安特性方程
连续性方程
少子分布
电流密度方程
少子电流分量
back
由于工艺上的原因,相对均匀基区管,缓变基区管三个区的杂质呈非均匀分布,所以其伏安特性和均匀基区管也有很大差别
§ 缓变基区晶体管有源放大区的伏安特性
缓变基区晶体管有源放大区的伏安特性1
淡紫色
浅青绿色
青色 橙色
为什么呢?原因如下,具体见后面的分析
*
*
返回发射区
自建电场
返回集电区
自建电场
自建电场
杂质的非均匀分布
伏安特性
*
基区自建电场
1)其形成机理
2)自建电场的求解
自建电场
杂质的非均匀分布
伏安特性
缓变基区晶体管伏安特性的求解方法:下页
*
*
自建电场在基区、发射区的影响非常大,下面我们先就基区自建电场的情况进行一下具体的分析,分析过程:
自建电场的形成及求解
考虑了自建电场的影响后其伏安特性
2)近似方法求解:忽略少子在基区输运过程中的损失。详细如下:
back
1)用连续性方程精确求解
用连续性方程带来的问题
缓变基区晶体管伏安特性的求解方法:
*
*
缓变基区和均匀基区晶体管的伏安特性的异同点分析-同学自己分析
*
加速场
阻滞场(忽略)
发射区自建电场,返回
集电区仍为均匀杂质分布
E
B
C
back
自建电场形成动画
*
动态平衡时,基区中多子J扩和J漂大小相等,方向相反,净空穴电流密度为0。由此得
,并且为了维持基区电中性,基区多子分布和杂质分布相同
2)自建电场的求解

分析:①采用指数近似后,自建电场变为常数
②它将加速基区少子在基区运输,使复合减少,因此其电流增益和频率特性相对优越。
于是有
back
*
连续性方程
均匀基区晶体管基区电子的连续性方程
考虑自建电场的缓变管基区电子的连续性