半导体理器件物资料.ppt

（3-74） 截止频率 等于从发射极到集电极的信号传播中的全部时间延迟的倒数。因而有 截止频率对工作电流的依赖关系： 1）当发射极电流增加时，发射结时间常数 变得更小，因此式（3-74）中的 增加。这说明，频率特性的改进可以通过增加工作电流来实现。 2）科尔克（Kirk）效应。 3.8晶体管的频率响应 4.截止频率 掌握概念：频率响应、共基极截止频率、共发射极截止频率、特征频率（带宽）、基区渡越时间 ＜ （3-66） （3-64） （3-68） 3.8晶体管的频率响应 教学要求 解释Kirk效应。 导出基区渡越时间公式。 分析关系式 分析公式 3.9混接Π型等效电路 1.混接Π型（ H-P模型）又称为复合Π模型 代表工作在共发射极电路中的正向有源模式的晶体管。 图3-23 复合Π式等效电路 1）跨导 （3-75） 它反映了发射结电压对集电极电流的调制。 （3-78） 2）正偏发射结扩散电导： （3-79） 它是正偏发射结电阻（也叫做PN结扩散电阻）的倒数。 3.9混接Π型等效电路 图中各参数的意义如下： 于是 （3-80） （3-81） （3-82） 3）扩散电容： 3.9混接Π型等效电路 略去空间电荷区复合电流 贮存在基区的总电荷为 （3-83） （3-84） 故 4）耗尽层电容 可以证明共发射极短路电流增益的截止频率为 （3-85） 3.9混接Π型等效电路 对于CDCTE+CTC的情形，增益—带宽乘积为 （3-86） 注意：增益—带宽乘积与上节中均匀基区晶体管的基区渡越时间的倒数是完全相同的。 3.9混接Π型等效电路 导出公式（3-78）、（3-81）、（3-84） 。 画出混接Π型等效电路。 3.9混接Π型等效电路 学习要求 3.10 晶体管的开关特性 由图3-25b中的电流脉冲驱动，使得晶体管运用于截止区与饱和区。 图3-25 双极晶体管的开关运用：（a）电路图，（b）基极电流驱动， （c）输出 特性，（d）输出电流波形 在截止状态, 发射结和集电结都处于反偏状态。集电极电流很小,阻抗很高，晶体管处于“关”态。 在饱和状态集电极电流很大而且它的阻抗很低，所以晶体管被认为是“通”态。 3.10 晶体管的开关特性 硅晶体管在饱和区 在饱和状态，集电极电流被负载电阻所限制： （3-10-2） （3-10-8） 在“通”和“断”两个状态之间的转换是通过改变载流子的分布来完成的。 载流子分布不能立刻改变。需要一个过渡时间，称为开关时间。集电极电流的典型开关波形示于图3-25 （d）中，开关时间的定义: 1.导通延迟时间 导通延迟时间td是从加上输入阶跃脉冲至输出电流达到最终值的百分之十所经历的时间。它受到下列因素的限制： （1）从反偏压改变到新电平，结的耗尽层电容的充电时间； （2）载流子通过基区和集电结耗尽层的渡越时间。 驱动晶体管进入饱和所需要的最小基极电流为： 3.10 晶体管的开关特性 图3-26 饱和时的贮存在基区和集电区中的电荷 同时表示了处在截止和有源区的基区电荷 3.10 晶体管的开关特性 2.上升和下降时间 关断的下降时间 ：表示集电极电流从它最大值的百分之九十下降到百分之十的时间间隔。这是上升时间的逆过程，并且受到同样的因素限制。 3.贮存时间 从基极电流发生负阶跃到集电极电流下降到 之间的时间。 上升时间 ：电流 从 （ ）的百分之十上升到百分之九十所需要的时间。它对应于在基区建立少数载流子分布以达到集电极饱和电流的百分之九十。该时间受输出时间常数的 影响。 3.10 晶体管的开关特性 对连续性方程（1-213a）从0至 求一次积分（令 ） （2-106） ，得到 由 3.10 晶体管的开关特性 用 代替 （0），用 代替 ，并用 代替 ，便得到正向有源模式的基区电荷控制方程： 在稳态条件下，式中依赖于时间的项为零。由上式，基极电流可表示为 当进入饱和时，总电荷为 ，电荷控制方程变为 现在让我们突然把基极电流从 改变到 ，过量电荷开始减少，但有源电荷 之间保持不变。于是在这段时间内可以令 在 和 以及 3.10 晶体管的开关特性 于是有 或 方程（3.10-12）的通解为： 特解为 -（ ） 3.10 晶体管的开关特性 在 时，全部过量少数载流子被去除掉， 。因此求得 在t= 时，方程（3.93