- 1、本文档共16页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
理想双极结型晶体管中的电流传输分析
理想双极结型晶体管中的电流传输
王 明
2151414
一 电流分量
二 电流增益
三 理想的BJT
1 基本假设
2 载流子分布和电流分量
3 正向有源模式
3.1 少数载流子分布
3.2 电流分量
3.3 共发射极电流增益
一 电流分量
(电子流电流的方向与
图中所表示方向相反)
IE=InE+IpE+IRE
IB=IPE+IRE+(InE-InC)-IC0
IC=InC+IC0
图1 NPN晶体管内的各电流分量
二 电流增益
γ: 发射极注射效率
βT:基区输运因子
α:共基极直流电流增益
α=γβT
hFE:共发射极电流增益
三 理想的BJT
1 基本假设:
(1) 各区杂质都是均匀分布的
(2)发射结为短PN结
(3)集电区宽度大于少子扩散长度
(4)发射结面积与集电结面积相等
空间电荷的电中性要求在PN结两边电荷相等,即
Naxp=Ndxn
图2 理想的BJT的杂质分布和耗尽区示意图
2 载流子分布与电流分量
(1) 基区 [0,xB]
电子没有电场下的稳态连续性方程:
边界条件:
→np(x)
而 ,InC= x=xB
→InE,InC
2 载流子分布与电流分量
(2) 发射区
发射区空穴稳态方程 :
边界条件:
→ ,短PN结,xE《LpE,式子可写成:
空穴电流:
2 载流子分布与电流分量
(3)集电区
边界条件:
在集电区,由空穴扩散方程和边界条件得到:
IpC(xc)=
3 正向有源模式
(1) 少数载流子分布
基区:
在xB《Ln的情况下,np(x)可以简化为:
3 正向有源模式
(1) 少数载流子分布
图3 在正向有源模式下,晶体管各区少数载流子分布
3 正向有源模式
(2) 电流分量
正向有源模式下,VE0,VC0,eVC/VT~0,再利用xB《Ln,可得到
,空穴电流不变:
正偏压下发射区空间电荷区复合电流:
3 正向有源模式
(2) 电流分量
忽略IC0,则基极电流为:
上式说明:
η是一个因子,对硅晶体管,它的数值在1~2变化。
3 正向有源模式
(2) 电流分量
IB-VE曲线称为输入特性曲线。
从基极电流低电流区的数据(η=1.8)可以
看出复合电流IRE的影响,提高晶体质量可以
减小IRE。
图4 晶体管的静态电流-电压特性
3 正向有源模式
(3)共发射极电流增益
忽略ICE0,则
一般晶体中:βT~1,IC~InC~InE,则共发射极电流增益的倒数可写成:
式子最后一项引起外加发射结电压与电流增益之间的非线性关系;
在一般情况下,IRE越显著,hFE越低,但在足够高的电流密度时,IRE的影响可以忽略。
3 正向有源模式
(3)共发射极电流增益
在大电流时,hFE的下降是由于注入的少数载流子浓度变得和基区中的多数载流子相比拟时,在整个发射结电流中由基区向发射区注入的那一部分空穴电流增加,致使发射极效率降低和hFE下落
图5 电流增益对集电极结电流的依赖关系
谢谢
文档评论(0)