5.1.1BJT的结构简介 结构特点: ·发射区的掺杂浓度最高; ·集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大; ·基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最 低。 隔离 外延层 N 埋层 基极 硅衬底 集成电路中典型NPN型BJT的截面图
5.1.1 BJT的结构简介 结构特点: • 发射区的掺杂浓度最高; • 集电区掺杂浓度低于发射区,且面积大; • 基区很薄,一般在几个微米至几十个微米,且掺杂浓度最 低。 集成电路中典型NPN型BJT的截面图
5.1.2放大状态下BJT的工作原理 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过 载流子传输体现出来的。 由于三极管内有两种载流子(自由 外部条件:发射结正偏 电子和空穴)参与导电,故称为双极型 三极管或BJT(Bipolar Junction 集电结反偏 Transistor)。 1.内部载流子的传输过程 发射区:发射载流子 集电区:收集载流子 基区:传送和控制载流子 (以NPN为例) Vcc IE=IB+Ic IC=ICN+ICBO 载流子的传输过程
载流子的传输过程 5.1.2 放大状态下BJT的工作原理 三极管的放大作用是在一定的外部条件控制下,通过 载流子传输体现出来的。 外部条件:发射结正偏 集电结反偏 1. 内部载流子的传输过程 发射区:发射载流子 集电区:收集载流子 基区:传送和控制载流子 (以NPN为例) 由于三极管内有两种载流子(自由 电子和空穴)参与导电,故称为双极型 三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。 IC= ICN+ ICBO IE=IB+ IC
2.电流分配关系 根据传输过程可知 IE=IB+Ic Ic=Inc+IcBo 设 a= 传输到集电极的电流 发射极注入电流 即 a 通常Ic>IcBo 则有u≈ c CBO 为电流放大系数。它 6 VEE 只与管子的结构尺寸和掺杂 浓度有关,与外加电压无关 一般a=0.9~0.99。 载流子的传输过程
载流子的传输过程 2. 电流分配关系 发射极注入电流 传输到集电极的电流 设 E nC I I 即 根据传输过程可知 IC= InC+ ICBO 通常 IC >> ICBO E C I I 则有 为电流放大系数。它 只与管子的结构尺寸和掺杂 浓度有关,与外加电压无关。 一般 =0.90.99。 IE=IB+ IC
2.电流分配关系 又设B= 1-x 根据 Ig=I8+Ic Ic=Inc+ICBo a= 且令IcEo=(1+B)IcBo (穿透电流) 则B=c-Io 当1e>Ico时,B B是另一个电流放大系数。同样,它也只与管 子的结构尺寸和参杂浓度有关,与外加电压无关。 一般B>1
1 又设 B C CEO I I I 则 是另一个电流放大系数。同样,它也只与管 子的结构尺寸和掺杂浓度有关,与外加电压无关。 一般 >>1 。 根据 IE=IB+ IC IC= InC+ ICBO E nC I I 且令 B C C CEO I I 当 I I 时, ICEO= (1+ ) ICBO (穿透电流) 2. 电流分配关系
3.三极管的三种组态 ic 输 输° 口 输 出口 入 口 b (a) (b) (c) ic=aie ic Bis 运=(1+B)ig 共发射极接法,发射极作为公共电极,简称CE; 共基极接法,基极作为公共电极,简称CB; 共集电极接法,集电极作为公共电极,简称CC
3. 三极管的三种组态 共集电极接法,集电极作为公共电极,简称CC。 共基极接法,基极作为公共电极,简称CB; 共发射极接法,发射极作为公共电极,简称CE; iE iC iB iC iB iE iC = iE iC = iB iE = (1+ ) iB 输 出 口 输 入 口 输 出 输 入 口 口 输 出 输 入 口 口