315 晶体管CA Ross，麻省理工大学，材料科学与工程系.PDF

3.15 晶体管 C.A. Ross，麻省理工大学，材料科学与工程系 参考文献： Pierret ，第10，15.1-2，16.1-2，17.1 章 晶体管是一种三终端器件，在其中一个触端施加一个小电压(或电流)可以调节(控制)另外两 个触端之间的大电压(或电流) 。 这类似于二十世纪初的真空管。在“栅格”上施加一个小电压就能调节阴极和阳极间的大电 流。 双极结三极管 双极结三极管BJT(1947 年发明)是一种少数载流子器件 发射极发射极 pp++ nn pp 集电极 接受极 基极基极 四种工作模式( 正向激活态，反向激活态，饱和开启态，截止断开态) 正向激活操作 (pnp 晶体管) ： 发射极E 发射少数载流子到基极B ：EB 间为正向偏压。 空穴能够穿越基极。 集电极C 收集来自基极B 的少数载流子: BC 间为反向偏压。 基极B 上的一个很小的电压(或电流)会对电流IE 产生很大的影响： I I ~I . B E C 准费米能级准费米能级 发射极发射极EE 基极基极BB 集电极集电极CC 空穴注入空穴注入 空穴聚集空穴聚集 1 正向电流IE : 2 在基极左侧耗尽层的边缘，p=(n /N )exp(eV /kT) i D,B EB 在基极的右侧，p=0 2 穿过基极的电流I =(eD /w)(n /N )exp(eV /kT) E p i D,B EB 基极电流IB ： 基极电流集电极电流，因此绝大部分的电流直接通过发射极E 流向集电极C. 电流增益 α=I /I ~1, β=I /I ~100-1000. C E C B IB=In (正向偏压下从基极B 到发射极E 的电子) +InC (反向偏压下从集电极C 到基极B 的电子，比较小) +eRB (基极区的复合电流，比较小) 电流增益β=I /I ~ I /I =N , /N 由掺杂水平决定。 C B E B A E D,B “共基极” 电路：通过调节V 和I ，来控制V 和I EB E CB C “共发射极” 电路: 通过调节VEB 和IB ，来控制VEC 和IC 数字逻辑电路: 通过在饱和开启态和截止关断态之间运转，使晶体管像一个开关那样工作。 结的场效应晶体管 在门G 上施加一个反向电压，将使耗尽区增加，从而改变n 型载流子通道的宽度，并因此 改变其电阻，最终改变源（S）和漏（D ）之间的电压（在衡流模式下）。这是一个电压放大 器，也是一个多数载流子器件。 当门电压VG=0 时，场效应晶体管可视为一个线性电阻。然而，施加VG （译者注：原文为 VSD ）使得通道被夹断（也就是说，上下耗尽区接触了），因此没有电流ISD 通过。施加负 的VG 会使通道更早地被夹断。此外，VG 值很小的变化都会引起VSD 值的很大变化。对于