晶体管设计分析.pdfVIP

目录

1.课程设计目的与任务…………2

2.设计的内容……………………2

3.设计的要求与数据……………2

4.NPN管图形结构的选择………3

5.确定纵向结构参数……………3

（1）各区掺杂浓度及集电极外延材料电阻率的选取……3

（2）各区少子迁移率、扩散长度的计算…………………4

（3）集电区厚度Wc的选择…………………6

（4）基区宽度的选取………7

（5）发射极和集电极结深的选取…………8

6.横向尺寸的选择………………8

（1）单元发射极宽度、长度和个数的选取………………8

（2）发射区和基区面积的选取……………9

7.参数验证……………………10

8.工艺版图……………………11

9晶体管课设心得体会………12

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NPN双极型晶体管的设计

1、课程设计目的与任务

《电子器件课程设计》是继《微电子器件基础》、《微电子工艺》和《半导

体物理》理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程，使我

们系统的掌握半导体器件，集成电路，半导体材料及工艺的有关知识的必不可少

的重要环节。

目的是使我们在熟悉晶体管基本理论和制造工艺的基础上，掌握晶体管的设

计方法。要求我们根据（1）分析设计指标，确定主要参数；（2）选择合适工艺，

确定工艺水平；（3）根据参数要求和工艺水平计算管芯纵、横向结构参数；（4）

主要参数验算或器件、工艺模拟；（5）画出器件版图等设计过程的训练，为从

事微电子器件设计、集成电路设计打下必要的基础。

2、设计的内容

设计一个均匀掺杂的pnp型双极晶体管，使T300K时，h/I500/2mA，

FEC

BV30V.晶体管工作于小注入条件下，最大集电极电流为I100mA，集电极耗

CBOC

散功率Pc300mW。特征频率f300MHz。设计时应尽量减小基区宽度调制效应的

T

影响。

3、设计的要求与数据

（1）了解晶体管设计的一般步骤和设计原则。

（2）根据设计指标设计材料参数，包括发射区、基区和集电区掺杂浓度N,N,

EB

和N,根据各区的掺杂浓度确定少子的扩散系数，迁移率，扩散长度和寿命

C

等。

（3）根据主要参数的设计指标确定器件的纵向结构参数，包括集电区厚度W，

c

基本宽度W，发射区宽度W和扩散结深X,发射结结深X等。

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（4）根据设计指标确定器件的图形结构，设计器件的图形尺寸，绘制出基区、

发射区的光刻版图。

在设计过程中，应该着力解决以下两对矛盾：一是高频率和大功率的矛盾，

二是设计指标与加工难度的矛盾。

对于前者，在晶体管处于大注入工作状态时，会产生集电极电流集边效应、

2

基区电导调制效应和基区宽变效应等，以上效应会对基区渡越时间τB进而对特

征