第3章_双极结型晶体管.ppt

* r bb‘ ---基区的体电阻，b’是假想的基区内的一个点。 re --- 发射结电阻 r b‘c --- 集电结电阻 * r bb ---基区的体电阻，b是假想 的基区内的一个点。 re --- 发射结电阻 C b′ e ---发射结电容，也用C π这一符号 r b ′c ---集电结电阻 C b ′c ---集电结电容，也用Cμ这一符号 二、π型等效电路（高频） 简化： * 3.11反向电流和击穿电压 一、反向电流 1、集电极方向饱和电流Ic0：发射极开路时集电极反向饱和电流 2、发射极反向电流IE0：集电极开路时发射极反向电流 3、穿透电流ICE0：基极开路时，集电极-发射极反向电流 * 3.11反向电流和击穿电压 晶体管中最高电压的根本限制与在P-N结二极管中的相同，即雪崩击穿或齐纳击穿。但是，击穿电压不仅依赖于所涉及的P-N结的性质，它还依赖于外部的电路结构。 1、共基极接法中的雪崩击穿电压 定义：发射极开路时，使 I’CB0 →∞ 时的 |VBC | 称为 共基极集电结雪崩击穿电压，记为 BVCB0 。 已知 PN 结的雪崩倍增因子 M 可以表示为 在工程实际中常用下面的经验公式来表示当 已知击穿电压时 M 与外加反向电压之间的关系， 当 |V | = 0 时，M = 1； 当 |V | → VB 时，M → ∞ 。 对于硅 PN 结， S = 2 ( PN+ 结 ) S = 4 ( P+N 结 ) 对于晶体管，在共基极接法的放大区， ， 当发生雪崩倍增效应时，IC 成为 式中， ， ，分别代表计入雪崩倍增 效应后的共基极电流放大系数与反向截止电流。 显然，当 |VBC | → VB 时，M → ∞ ，I’CBO = M ICBO → ∞ ，所以 BVCBO = VB 。共基电路中雪崩击穿电压为PN结的击穿电压。 2、共发射极接法中的雪崩击穿电压 在共发射极放大区 当发生雪崩倍增效应时，IC 成为 式中， 分别代表计入雪崩倍增效应后的共发射极放大系数与穿透电流。 定义：基极开路时，使 I’CEO → ∞ 时的 VCE 称为 集电极-发射极击穿电压 ，记为 BVCEO 。 当 时，即 时， ，将此关系 即 代入 M 中，得 结论：1、共基电路中，击穿电压为集电结PN结击穿电压 2、共射输出时,雪崩击穿电压比共基击穿电压低很多。 3、穿通击穿：基极开路时，随着VCE的增加，集电结 的空间电荷区将展宽，把基区穿通。晶体管中会有很大 的电流流过，晶体管发生击穿，这种击穿称为穿通击穿 由上式可知：发射结电子电流随基区宽度的减小而增加 对于小的 ，运输因子接近于1，这意味着在越过基区的运输过程中，电子损失可以忽略。 当晶体管处于放大状态 * 空穴电流 正偏压发射结空间电荷区复合电流： 集电区空穴电流 * 忽略集电极反向饱和电流 上式说明 晶体管的输出特性曲线图 取ICE0＝0，取 以及 则共发射极电流增益的倒数可以写成： 三、共发射极电流增益 电流增益对集电结电流的依赖关系 在高电流时，电流增益下降，这是因为注入的少数载流子浓度与基区的多子浓度可比拟，致使发射极效率降低，结果在整个发射结电流中由基区向发射区注入的空穴电流增加，致使发射极效率降低，电流增益下降。 * 大电流下的增益计算式为3-3-28 大电流下的增益：增益反比于发射极电流。 * 3.4.2 工作模式和少子分布 四种模式下少子分布 * 3.5缓变基区晶体管 由于实际的工艺过程，导致基区的杂质分布并不均匀，存在很大的浓度剃度。如图。 * 在正向有源工作模式下，注入到基区的电子不仅有扩散运动，还有漂移运动。所以缓变基区晶体管又称为漂移晶体管。 内建电场的主要作用是缩短了注入电子渡越基区所需要的时间，改善晶体管的高频特性；进一步的作用是改善基区的传输因子，减少电子在基区的复合。 一、基区的缓变杂质分布，引起内建电场 * 二、基区少子分布 三、电子电流 四、基区输运因子 对于均匀基区 练习 1、画出NPN型晶体管的正向有源模式的电流分量并写出各极电流之间的关系。 2、画出晶体管各种工作状态下各区少子分布图 P 区 N 区 0 PN结正向电流成分 IRE