InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--1--第三章雙極結(jié)型晶體管第一節(jié)晶體管的直流特性通過改變一個(gè)PN結(jié)的偏壓來控制其附近另一個(gè)PN結(jié)電流的方法稱為雙極晶體管效應(yīng)。雙極結(jié)型晶體管:BipolarJunctionTransistor3.1.1基本結(jié)構(gòu)與分類基本結(jié)構(gòu)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--2--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管的分類按使用范圍分;

按制作工藝和管芯結(jié)構(gòu)形式分:1)

合金管：雜質(zhì)分布特點(diǎn):三個(gè)區(qū)近似均勻分布,兩個(gè)pn結(jié)都是突變結(jié)缺點(diǎn):基區(qū)較寬,頻率特性較差--I.晶體管的直流特性2)

合金擴(kuò)散管：雜質(zhì)分布特點(diǎn):發(fā)射區(qū)和集電區(qū)均勻分布、基區(qū)緩變分布,發(fā)射結(jié)為突變結(jié)集電結(jié)為緩變結(jié)缺點(diǎn):基區(qū)較窄,頻率特性較好InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--3--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

外延平面管

雜質(zhì)分布特點(diǎn):雜質(zhì)濃度發(fā)射區(qū)最高、基區(qū)次之、集電區(qū)最低,基區(qū)緩變分布,兩個(gè)pn結(jié)都是緩變結(jié)優(yōu)點(diǎn):基區(qū)窄,頻率特性好--I.晶體管的直流特性理論分析：均勻基區(qū)晶體管(擴(kuò)散型晶體管)和緩變基區(qū)晶體管(漂移型晶體管)晶體管少子分布與能帶圖

分析晶體管的少子濃度分布時(shí),應(yīng)先根據(jù)邊界條件確定邊界上少子濃度—結(jié)定律、電極接觸處;

能帶圖—平衡時(shí)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)，正偏勢(shì)壘降低,反偏勢(shì)壘升高InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--4--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.2晶體管的放大機(jī)理

晶體管具有放大信號(hào)的功能.--I.晶體管的直流特性晶體管中的電流傳輸1)

兩種基本放大電路

InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--5--第三章雙極結(jié)型晶體管2)

晶體管中的電流傳輸--I.晶體管的直流特性

NPN管共基極偏置電路與晶體管的能帶圖InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--6--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管中的電流傳輸--I.晶體管的直流特性對(duì)于NPN晶體管,電子電流是主要成分.電子電流的兩次損失結(jié)果:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--7--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管直流電流放大系數(shù)

1)定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)零偏(輸出端短路)時(shí)的IC與IE之比,稱為共基極直流短路電流放大系數(shù),記為.--I.晶體管的直流特性

定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí)的IC與IE之比,稱為共基極靜態(tài)電流放大系數(shù),記為hFB.定義:共發(fā)射極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)零偏(輸出端短路)時(shí)的IC與IB之比,稱為共發(fā)射極直流短路電流放大系數(shù),記為.

定義:共基極電路中,發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏時(shí)的IC與IE之比,稱為共射極靜態(tài)電流放大系數(shù),記為hFB.InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--8--第三章雙極結(jié)型晶體管2)晶體管的放大作用--I.晶體管的直流特性共基極電路中,通過輸入輸出端電阻的變化來實(shí)現(xiàn)功率(電壓)的放大功能.即:Transresistor-轉(zhuǎn)移電阻器.問題:共基極電路中,α<1,晶體管能對(duì)信號(hào)起放大作用嗎?BJT載流子的運(yùn)動(dòng)與放大作用InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--9--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管特性曲線--I.晶體管的直流特性當(dāng)輸入電流一定時(shí),兩種特性曲線的輸出電流基本不變,不隨輸出端電壓的增加而變化,只有當(dāng)輸入電流改變時(shí)輸出電流才會(huì)跟著變化.因此晶體管是一種電流控制器件.共射電路中:輸入特性曲線與輸出特性曲線InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--10--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.3均勻基區(qū)晶體管的(直流短路)電流放大系數(shù)--I.晶體管的直流特性測(cè)量方塊電阻是實(shí)際生產(chǎn)中檢驗(yàn)擴(kuò)散或外延結(jié)果的一種重要手段。具體測(cè)量時(shí)并不需要從半導(dǎo)體材料上切一個(gè)方塊下來，只需要用四探針儀器在材料表面進(jìn)行測(cè)量，再經(jīng)過一定的換算就可以得到方塊電阻的值。R□方塊電阻:表面為正方形的(半導(dǎo)體)薄層材料，電流方向與其某個(gè)邊平行時(shí)，在電流方向所呈現(xiàn)的電阻。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--11--第三章雙極結(jié)型晶體管對(duì)均勻基區(qū)晶體管的幾個(gè)假設(shè)--I.晶體管的直流特性(1)發(fā)/集結(jié)都是突變結(jié),各區(qū)雜質(zhì)均勻分布;(2)發(fā)/集區(qū)長度遠(yuǎn)大于少子擴(kuò)散長度,兩端少子濃度等于平衡值;(3)勢(shì)壘區(qū)寬度遠(yuǎn)小于少子擴(kuò)散長度,忽略勢(shì)壘區(qū)中的復(fù)合作用;(4)外加電場都降落在勢(shì)壘區(qū);(5)晶體管是一維的,發(fā)/集結(jié)是平行面;(6)基區(qū)小注入.InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--12--第三章雙極結(jié)型晶體管晶體管的電流密度--I.晶體管的直流特性基區(qū)少子分布:擴(kuò)散電流:考慮基區(qū)復(fù)合損失時(shí):InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--13--第三章雙極結(jié)型晶體管發(fā)射區(qū)少子分布:--I.晶體管的直流特性擴(kuò)散電流:集電區(qū)少子分布:擴(kuò)散電流InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--14--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--14--第三章雙極結(jié)型晶體管電流放大系數(shù)--I.晶體管的直流特性1)發(fā)射結(jié)注入效率InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--15--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--15--第三章雙極結(jié)型晶體管2)基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)--I.晶體管的直流特性電荷控制法求集區(qū)輸運(yùn)系數(shù)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--16--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--16--第三章雙極結(jié)型晶體管基區(qū)渡越時(shí)間--I.晶體管的直流特性3)均勻基區(qū)晶體管短路電流放大系數(shù)定義:少子在基區(qū)從發(fā)射結(jié)渡越到集電結(jié)所需要的平均時(shí)間,記為τb在t=0到t=τb

這段時(shí)間內(nèi)，注入到基區(qū)中的少子電荷為ΔQnB

，即:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--17--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--17--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.4緩變基區(qū)晶體管的電流放大系數(shù)--I.晶體管的直流特性基區(qū)雜質(zhì)近似為指數(shù)分布:雜質(zhì)濃度為指數(shù)分布時(shí)：內(nèi)建電場是與x無關(guān)的常數(shù)基區(qū)內(nèi)建電場的形成空穴濃度的不均勻性導(dǎo)致空穴的擴(kuò)散,產(chǎn)生電場,類似pn結(jié)自建電場的形成,平衡時(shí)空穴電流密度為零。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--18--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--18--第三章雙極結(jié)型晶體管2.

基區(qū)少子濃度分布--I.晶體管的直流特性少子電流密度InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--19--第三章

雙極結(jié)型晶體管發(fā)射區(qū)雜質(zhì)緩變分布,類似有--I.晶體管的直流特性平面管集電區(qū)雜質(zhì)均勻分布,有電流放大系數(shù)1)

發(fā)射結(jié)注入效率InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--20--第三章雙極結(jié)型晶體管2)

基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)基區(qū)渡越時(shí)間--I.晶體管的直流特性內(nèi)建電場對(duì)少子是加速場,使基區(qū)渡越時(shí)間大為縮短足夠大時(shí)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--21--第三章雙極結(jié)型晶體管基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)--I.晶體管的直流特性提高晶體管電流放大系數(shù)的主要措施:3)

電流放大系數(shù)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--22--第三章雙極結(jié)型晶體管影響電流放大系數(shù)的一些因素--I.晶體管的直流特性勢(shì)壘區(qū)復(fù)合電流2)

發(fā)射區(qū)重?fù)诫s效應(yīng):NB偏低?NE偏高?發(fā)射區(qū)禁帶變窄重?fù)诫s時(shí),雜質(zhì)能級(jí)互相靠近形成能帶,并與導(dǎo)帶交疊,使Eg變窄.

1)發(fā)射結(jié)勢(shì)壘區(qū)復(fù)合的影響-小電流效應(yīng)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--23--第三章雙極結(jié)型晶體管俄歇復(fù)合增強(qiáng)--I.晶體管的直流特性輕摻雜時(shí),非平衡載流子主要通過復(fù)合中心進(jìn)行復(fù)合;在重?fù)诫s時(shí),俄歇復(fù)合大為增強(qiáng).發(fā)射區(qū)重?fù)诫s的另一個(gè)影響--基區(qū)陷落效應(yīng)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--24--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

表面復(fù)合的影響----I.晶體管的直流特性5)

基區(qū)寬變效應(yīng)4)

溫度的影響改進(jìn)：LEC晶體管、HBTInstituteofMicroelectronicsCircuit&System--25--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.5雙極晶體管的直流電流電壓方程--I.晶體管的直流特性1.

集電結(jié)短路時(shí)的電流VBC=0,VBE≠0*IES相當(dāng)于單獨(dú)一個(gè)發(fā)射結(jié)構(gòu)成的PN結(jié)二極管的反向飽和電流InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--26--第三章雙極結(jié)型晶體管發(fā)射結(jié)短路時(shí)的電流VBC≠0,VBE=0—倒向的晶體管--1.晶體管的直流特性*ICS相當(dāng)于單獨(dú)一個(gè)集電結(jié)構(gòu)成的PN結(jié)二極管的反向飽和電流晶體管的直流電流電壓方程對(duì)于共基電路:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--27--第三章雙極結(jié)型晶體管對(duì)于共射電路:--I.晶體管的直流特性輸出特性共基電路--共射電路--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--28--第三章雙極結(jié)型晶體管4.

基區(qū)寬變效應(yīng)--I.晶體管的直流特性厄爾利電壓：---由于外加電壓的變化引起有效基區(qū)寬度變化的現(xiàn)象,也稱厄爾利(Early)效應(yīng).InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--29--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.6雙極晶體管的反向特性--I.晶體管的直流特性晶體管的反向電流不受輸入端電流控制,對(duì)放大無貢獻(xiàn),有功耗。2)IEBO:集電極開路、發(fā)射電結(jié)反偏時(shí)，基-射極間的反向電流。1)

ICBO:發(fā)射極開路、集電結(jié)反偏時(shí)，集-基極間的反向電流。浮空電勢(shì)--InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--30--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

ICEO:基極開路、集電結(jié)反偏時(shí)，集-射極間的反向電流。--I.晶體管的直流特性擊穿電壓BVCBO:發(fā)射極開路時(shí),集-基極間的擊穿電壓，又稱共基極(雪崩)擊穿電壓。BVEBO:集電極開路時(shí),射-基極間的擊穿電壓,又稱發(fā)射結(jié)擊穿電壓。共基電路中:發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時(shí)擊穿條件：InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--31--第三章雙極結(jié)型晶體管2)BVCEO:基極開路時(shí),集-射極間的擊穿電壓.(共射雪崩擊穿電壓)--I.晶體管的直流特性雪崩倍增效應(yīng)對(duì)共射接法比對(duì)共基接法的影響大得多.負(fù)阻特性--原因:小電流的下降發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時(shí)擊穿條件：InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--32--第三章雙極結(jié)型晶體管發(fā)射極與基極間有外接電路時(shí)--I.晶體管的直流特性BVCEX:

基-射極間接電阻Rb時(shí)和反偏電壓VBB時(shí)，C-E極間的擊穿電壓；

BVCER:

基-射極間接電阻Rb時(shí)，C-E極間的擊穿電壓；BVCES:

基極發(fā)射極短路時(shí)，C-E極間的擊穿電壓。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--33--第三章雙極結(jié)型晶體管3)

基區(qū)穿通電壓:集電結(jié)上反向電壓增加,勢(shì)壘區(qū)向兩側(cè)擴(kuò)展,基區(qū)寬度WB減小,當(dāng)集電結(jié)發(fā)生雪崩擊穿前WB減小為零,稱基區(qū)穿通,這時(shí)集電結(jié)上的電壓稱為基區(qū)穿通電壓Vpt。

--I.晶體管的直流特性一般只有IC中的橫向管,基區(qū)低摻雜的Ge合金管,易發(fā)生基區(qū)穿通,對(duì)于Si平面管,集電區(qū)雜質(zhì)最低，勢(shì)壘區(qū)向集電區(qū)擴(kuò)展，一般不會(huì)發(fā)生基區(qū)穿通，但若pn結(jié)不平有尖峰例外。發(fā)射極開路

BVCBO=Vpt+BVEBO(或BVCBO=VB,兩者取小)

基極開路

BVCEO=Vpt+VF

Vpt(BVCEO

,兩者取小)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--34--第三章雙極結(jié)型晶體管3.1.7基極電阻基區(qū)中的兩種電流：少子電流與多子電流基極電阻：IB經(jīng)基極引線到工作基區(qū),要產(chǎn)生壓降，經(jīng)過一定的電阻,稱基極電阻。直流應(yīng)用中電流集邊效應(yīng),交流應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生電壓反饋，設(shè)計(jì)管子時(shí)要盡可能減小基極電阻。--I.晶體管的直流特性基極電阻由四部分串聯(lián)構(gòu)成:基極金屬電極與半導(dǎo)體的歐姆接觸電阻:基極金屬電極正下部的電阻

:發(fā)射極與基極間的電阻:發(fā)射區(qū)正下部的電阻(工作基區(qū)的電阻)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--35--第三章雙極結(jié)型晶體管1)歐姆接觸電阻--I.晶體管的直流特性2)發(fā)射極與基極間的電阻3)發(fā)射區(qū)下的電阻與工作基區(qū)的電阻InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--36--第三章雙極結(jié)型晶體管減小基極電阻的方法--I.晶體管的直流特性(1)基區(qū)雜質(zhì)濃度;(2)寬長比S/l;(3)發(fā)射極條個(gè)數(shù)(4)歐姆接觸InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--37--第三章雙極結(jié)型晶體管第二節(jié)晶體管的頻率特性小信號(hào)條件下：信號(hào)電壓的振幅遠(yuǎn)小于(kT/q).符號(hào)說明直流分量小信號(hào)分量小信號(hào)分量幅值總瞬時(shí)值信號(hào)角頻率兩個(gè)結(jié)果：電流增益下降與信號(hào)延遲概述——晶體管中高頻小信號(hào)電流的變化InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--38--小信號(hào)電流的四個(gè)階段變化：

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性高頻小信號(hào)電流在管中的變化(1)發(fā)射區(qū)復(fù)合(2)勢(shì)壘電容充放電(1)基區(qū)復(fù)合(2)擴(kuò)散電容充放電集電結(jié)寬度的影響集電結(jié)勢(shì)壘電容的影響InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--39--定義:輸出端對(duì)高頻小信號(hào)短路（vcb=0，但VCB<0）條件下的共基極高頻小信號(hào)短路電流放大系數(shù)為--

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性基區(qū)輸運(yùn)過程—基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)與頻率關(guān)系

定義高頻小信號(hào)基區(qū)輸運(yùn)系數(shù):少子壽命,單位時(shí)間復(fù)合幾率（），在基區(qū)逗留時(shí)間內(nèi)復(fù)合損失占少子總數(shù)，則到達(dá)集電極的未復(fù)合少子占進(jìn)入基區(qū)少子總數(shù)的（），即直流輸運(yùn)系數(shù)，是中的因子,記為1)渡越時(shí)間的作用(1)復(fù)合損失使得小于1InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--40--定義:輸出端對(duì)高頻小信號(hào)短路（vcb=0，但VCB<0）條件下的共基極高頻小信號(hào)短路電流放大系數(shù)為--

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性基區(qū)輸運(yùn)過程—基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)與頻率關(guān)系

定義高頻小信號(hào)基區(qū)輸運(yùn)系數(shù):少子壽命,單位時(shí)間復(fù)合幾率（），在基區(qū)逗留時(shí)間內(nèi)復(fù)合損失占少子總數(shù)，則到達(dá)集電極的未復(fù)合少子占進(jìn)入基區(qū)少子總數(shù)的（），即直流輸運(yùn)系數(shù)，是中的因子,記為1)渡越時(shí)間的作用(1)復(fù)合損失使得小于1InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--41--(2)渡越時(shí)間的分散使得減少

少子在基區(qū)的運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上疊加擴(kuò)散(+漂移)第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性(3)時(shí)間延遲使相位滯后中應(yīng)包括:集電結(jié)上輸出信號(hào)電流比從發(fā)射結(jié)輸入信號(hào)電流在相位上滯后了.2)電荷控制法求的意義：注入基區(qū)的每個(gè)少子，單位時(shí)間內(nèi)被集電結(jié)取出的幾率。基區(qū)少子總電荷，單位時(shí)間被集電結(jié)取走的電荷即對(duì)于交流小信號(hào):InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--42--基區(qū)少子高頻小信號(hào)電荷控制方程:加入基區(qū)復(fù)合損失：第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性3)

延遲時(shí)間與超相移因子實(shí)際上，當(dāng)發(fā)射結(jié)剛向基區(qū)注入少子時(shí)，集電結(jié)并不能立刻得到的電流。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--43--少子從發(fā)射結(jié)注入基區(qū)后，經(jīng)過的時(shí)間后能達(dá)到和定態(tài)一樣的分布。在延遲時(shí)間內(nèi)，集電結(jié)還取不到少子電流。

超相移因子或剩余相因子

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性則集電結(jié)取走少子的平均時(shí)間實(shí)為:

集電極電流比發(fā)射極電流再滯后一個(gè)相角:令:基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)的精確式為:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--44--m物理意義:發(fā)射極電流的變化，不能立即反映為集電極電流的變化，必須經(jīng)過的相位滯后，集電極電流才會(huì)變化,其后的相位滯后才由基區(qū)渡越時(shí)間所引起。m就是由基區(qū)渡越時(shí)間所引起的相移之外再附加部分因子。

第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性_InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--45--4)

在復(fù)平面上的表示第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性復(fù)平面上，半圓上P點(diǎn)軌跡就是,點(diǎn)A是直流輸運(yùn)系數(shù)，

，向點(diǎn)0移動(dòng)?？紤]超相移因子m時(shí),將替代,再延遲一個(gè)角.InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--46--5)緩變基區(qū)晶體管的第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性忽略擴(kuò)散時(shí)考慮漂移、擴(kuò)散時(shí)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--47--高頻小信號(hào)電流放大系數(shù)與頻率的關(guān)系第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性現(xiàn)代微波晶體管基區(qū)寬度亞微米，高頻下必須計(jì)及ＰＮ結(jié)勢(shì)壘電容、集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)寬度等的影響．1)發(fā)射結(jié)勢(shì)壘電容充放電時(shí)間常數(shù)—發(fā)射極延遲時(shí)間常數(shù)發(fā)射極支路小信號(hào)等效電路發(fā)射結(jié)增量電阻InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--48--2)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電時(shí)間常數(shù)發(fā)射結(jié)擴(kuò)散電容充放電時(shí)間常數(shù)就是基區(qū)渡越時(shí)間第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性發(fā)射結(jié)的小信號(hào)等效電路對(duì)CDE的充放電電流:則:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--49--3)集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)延遲/渡越時(shí)間第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性少子越過集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)時(shí)間

定義：集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)輸運(yùn)系數(shù)

少子以有限速度通過勢(shì)壘區(qū)時(shí)，改變勢(shì)壘區(qū)的空間電荷分布，即改變勢(shì)壘區(qū)內(nèi)電場分布，產(chǎn)生位移電流，產(chǎn)生電場的電力線終止于耗盡區(qū)邊緣中性區(qū)上，有附加的正電荷來終止，對(duì)于集電區(qū)，就有電子離開那里流向集電極,形成傳導(dǎo)電流。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--50--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性4)集電極延遲時(shí)間常數(shù)

——集電結(jié)勢(shì)壘電容充放電時(shí)間常數(shù)：輕摻雜外延層，存在一定的體電阻：緊靠勢(shì)壘區(qū)的本征集電極，內(nèi)電極定義：

集電極衰減因子c集電區(qū)小信號(hào)等效電路b一部分對(duì)充電,一部分經(jīng)流到外電路充放電電流為:InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--51--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性5)

共基極高頻小信號(hào)短路電流放大系數(shù)與截止頻率

為極低頻或直流小信號(hào)共基極短路電流放大系數(shù)，或共基極增量電流放大系數(shù)。（1）信號(hào)延遲時(shí)間定義：載流子從流入發(fā)射極開始到從集電極流出為止總渡越時(shí)間。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--52--（2）截止角頻率、截止頻率

（下降了3dB）時(shí)的角頻率、頻率分別稱為截止角頻率、截止頻率。定義：第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性6)

共發(fā)射極高頻小信號(hào)電流放大系數(shù)與特征頻率（1）定義：集電結(jié)對(duì)高頻小信號(hào)短路（vbc=0,VBC<0）條件下的ic與ib之比為共射極高頻小信號(hào)短路電流放大系數(shù)InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--53--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性極低頻或直流小信號(hào)共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)、或共發(fā)射極增量電流放大系數(shù)下降到（下降3dB)時(shí)的角頻率、頻率分別稱為的截止角頻率、截止頻率．

*截止角頻率、與截止頻率

定義:又，InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--54--即：第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性

<500MHz時(shí)，Wb較大，各項(xiàng)中為主，則

>500MHz時(shí)，Wb較小，只占中很小一部分，可忽略

比截止頻率低的多InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--55--（２）晶體管的特征頻率增一倍降一半，或降（倍頻程），功率正比于電流的平方，則功率增益降或時(shí)的頻率，稱晶體管的特征頻率fT第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性時(shí)與f無關(guān)時(shí)高頻晶體管的工作頻率一般在的范圍此時(shí)，又稱為增益帶寬積，與無關(guān)。InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--56--其中，，或，，或很大時(shí)，的影響很小，可略去；大注入時(shí)，基區(qū)擴(kuò)展，τb

增加更多，集電結(jié)勢(shì)壘區(qū)減小，勢(shì)壘區(qū)延遲τd減小的少一些，故IC

很大時(shí)，fT

隨IC

增加而下降。第三章雙極結(jié)型晶體管--Ⅱ.晶體管的頻率特性（3）電流對(duì)的影響（4）提高特征頻率的途徑一般高頻管中，四個(gè)時(shí)間常數(shù)以最長，減小是提高的主要途徑減小減小減小InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--57--晶體管工作在大電流狀態(tài)時(shí)，較大的基極電流流過基極電阻，將在基區(qū)中產(chǎn)生較大的橫向壓降，使發(fā)射結(jié)正向偏置電壓從邊緣到中心逐漸減小，發(fā)射極電流密度則由中心到邊緣逐漸增大

。第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性1)集邊效應(yīng)3.

發(fā)射結(jié)電流集邊效應(yīng)①基極電流IB(y)在dy段電阻上產(chǎn)生的壓降為：

集電結(jié)零偏時(shí)發(fā)射極電流：InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--58--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性設(shè)發(fā)射極條很寬,有邊界條件:

②IB(y)的表達(dá)式：③其中:

InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--59--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性大注入時(shí)電流集邊效應(yīng)使工作基區(qū)局限在發(fā)射結(jié)邊緣下面,基極電流流經(jīng)的路程縮短,因此基極電阻將減小.2)發(fā)射極有效條寬3)電流集邊效應(yīng)對(duì)及rbb’的影響InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--60--第三章雙極結(jié)型晶體管--Ш.晶體管的功率特性4)發(fā)射極單位長度的電流容量—單位發(fā)射極長度內(nèi)不發(fā)生大注入效應(yīng)和基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng)的最大電流。記為i0(1)要防止大注入效應(yīng)的開關(guān)管i0<5A/cm;一般放大管i0:0.5～1.5A/cm;線性放大管i0<0.5A/cm(2)對(duì)于高頻大功率外延管高頻大功率管i0:～0.4A/cm5)發(fā)射極金屬條最大長度InstituteofMicroelectronicsCircuit&System--61--晶體管的熱學(xué)性質(zhì)*大功率管輸出功率受