中国科学技术大学物理系微电子专业 2、晶体管的放大原理 ·以均匀基区PNP晶体管为例分析其基本物理图象： 内部载流子的运动 Emitter(p) Base (n) Collector(p) En Hole Electron current current and hole Electron flow flow IE=IEp+TEn Ic=Icp+Icn Ie=IE-Ic=IEn+(IEp-Icp)-Icn Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 11
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 11 IE=IEp+IEn IC=ICp+ICn IB=IE -IC=IEn+(IEp-ICp)-ICn 2、晶体管的放大原理 • 以均匀基区PNP晶体管为例分析其基本物理图象： 内部载流子的运动。 Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子考业 上式中，PNP晶体管的各个电流分量为： 。I:从发射区注入的空穴电流， 从基区注入到发射区的电子电流， ON: 集电区一基区结附近的热电子漂移到 基区形成的电流 :集电区一基区结的空穴注入电流。 R=IEP一ICP,基区内电子与空穴电流的复 合而必须补充的电子电流。 Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 12
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 12 上式中，PNP晶体管的各个电流分量为： • IEP：从发射区注入的空穴电流， • IEN：从基区注入到发射区的电子电流， • ICN：集电区－基区结附近的热电子漂移到 基区形成的电流， • ICP：集电区－基区结的空穴注入电流。 • IBR ＝IEP－ICP，基区内电子与空穴电流的复 合而必须补充的电子电流。 Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子考业 Ic =alg +1co Ic≈olE ·由此可知：此时晶体管并无放大电流的能 力，即电流从发射极出发到达集电极收集 数值几乎保持不变 电压增益： V Ic.R V IE RE 功率增益： Gp- .飞 P E Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 13
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 13 • 由此可知：此时晶体管并无放大电流的能 力，即电流从发射极出发到达集电极收集 数值几乎保持不变。 C E C0 I I I C E I I E L E C i V R R I I V V G 电压增益： 0 E L E C i P R R I I P P G 0 2 功率增益： ( ) Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子专业 Emitter Base Collector PNP均匀基☒ D米 n P 晶体管的物理 (a) N-N 结构、杂质分 布、电场分布 和平衡态能带 b 图 (e) Ec Ec (d) Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 14
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 14 PNP均匀基区 晶体管的物理 结构、杂质分 布、电场分布 和平衡态能带 图 Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子专业 Emitter Base Collector p+ n PNP均匀基 Output 区晶体管正 (a) ND-NA 向偏置条件 WE 下的物理结 构、杂质分 (b) 布、电场分 布和能带图 (e) (d) Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 15
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 15 PNP均匀基 区晶体管正 向偏置条件 下的物理结 构、杂质分 布、电场分 布和能带图 Principle of Semiconductor Devices