半导体器件第三章(下).pdf

双极型晶体管的静态特性 理想晶体管的静态特性 何谓静态？ 静态电流 电压特性 各端点的电流方程式 各区域中的载流子分布 由于电流方程式与各区域的少数载 流子浓度有关，因此我们先要确定 少子分布！ 五点假设 （1）晶体管中各区域的浓度为均匀掺杂； （2 ）基区中的空穴漂移电流和集基极反向 饱和电流可以忽略； （3 ）载流子注入属于小注入； （4 ）耗尽区中没有产生-复合电流； （5 ）晶体管中无串联电阻。 用途：为推导理想晶体管电流、电压表达 式做准备！ 理想PN结电流- 电压特性的假设 耗尽区为突变边界，且假设在边界之外，半导体为 电中性。 在边界的载流子浓度和跨过结的静电电势有关。 小注入情况，即注入的少子远小于多子浓度。也就 是说，在中性区的边界上，多子浓度因外加偏压而 改变的量可以忽略。 在耗尽区内并无产生和复合电流，且电子和空穴在 耗尽区内为常数。 注意 载流子浓度∝exp[(载流子能量) / kT ] qVbi nn 0 np 0 exp( ) kT qVbi p p 0 pn 0 exp( ) kT 热平衡时的PN结载流子浓度 基本上，假设在正向偏压的状况下，空穴由 发射区注入基区，然后这些空穴再以扩散的 方式穿过基区到达集基结，一旦我们确定了 少数载流子的分布（即N区中的空穴），就 可以由少数载流子的浓度梯度得出电流。 一、基区 PNP晶体管在放大模式下的各电流成分 工作在放大模式 掺杂浓度分布和加偏压状态下的耗尽 区以及电场分布 根据图中结上的电场强度分布，中性区域中的少数 载流子分布可由无电场的稳态连续方程来求解： d 2 pn pn −pno DP ( 2 ) − 0 (1) dx τ p 方程的一般解为： x x − L L p n (x ) p n =+C e p +C e p (2) 1 2 L D τ 为空穴的扩散长度 p p p 如何确定常数C 和C ？ 1 2 常数C 和C 由放大模式下的边界条件求解：