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半导体器件物理(1)2-2 理想BJT 直流电流放大系数定量分析十. 缓变基区BJT 的电流放大系数半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性3. 基区自建场对基区少子分布的影响(1) 基区自建电场对基区少子电流的影响基区自建电场对于注入到基区的电子起加速作用，有利于电子通过基区到达集电区，减少在基区的复合，提高电流放大系数。
2-2 理想BJT 直流电流放大系数定量分析十. 缓变基区BJT 的电流放大系数半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性3. 基区自建场对基区少子分布的影响(2) 简便分析方法应用三：缓变基区少子分布的特点均匀基区BJT，基区少子分布近似为斜直线。
由于缓变基区BJT 中存在自建场，将使得基区少子分布发生明显变化。
采用简便分析方法可以说明缓变基区BJT 中基区少子分布的特点，进而说明对电流放大系数的影响。
第2章BJT直流放大特性由于基区自建场的存在，少子电流除扩散电流InB(扩)外还存在漂移电流InB(漂)。
虽然基区少子电流InB为常数，但是这两个电流分量不会是常数，而是与位置有关，记为InB(扩)(x)和I nB(漂)(x)半导体器件物理(I)半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性在基区，X=0处少子电子浓度n B (0)=n B0exp(eV BE /KT)x=x B 处少子电子浓度下降为n B (x B )=0因此随着x 增大，少子漂移电流分量不断减小在x=x B 处，减小到I nB(漂)(x B )=0。
由于基区少子电流I nB 为常数，因此随着x 增大，少子扩散电流分量不断增大在x=x B 处，I nB(扩)(x B )=I nB 。
结论：随着x 增大，基区少子浓度不断减少，而少子浓度梯度不断增大。
半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性例如：若基区杂质为指数分布缓变基区BJT 中基区少子分布特点：随着x 增大，基区少子浓度不断减少，而少子浓度梯度不断增大。
BJT的电流放大系数及其温度稳定性Xie Meng-xian. (电子科大，成都市)众所周知，BJT的输出电流都具有正的温度系数。
因此晶体管的温度稳定性往往是电路应用中值得注意的一个问题。
因为输出电流主要是由两部分组成的：一是少数载流子通过基区扩散到集电区而形成的电流（放大的输出电流正比于电流放大系数），二是集电结的反向饱和电流。
所以，BJT输出电流的正温度系数既关系到集电结反向饱和电流的温度特性，也关系到电流放大系数的温度特性。
实际上，BJT的集电结反向饱电流和电流放大系数都是随着温度的升高而不断增大的。
所以导致BJT的输出电流显著增大。
温度升高时，集电结反向饱电流的增大较容易理解，因为该电流主要是少数载流子的扩散电流，与温度有指数函数关系。
但是，为什么电流放大系数也会不断地增大呢？——这与BJT的结构和工艺有关。
（1）BJT的电流放大系数：BJT的共基极电流放大系数α，是少数载流子从基区扩散到集电区的电流（不包括集电结的反向饱和电流）与发射极输入电流之比值。
因为共基极电流放大系数α主要由发射结的注射效率γ和基区输运系数β*来决定：因此，晶体管电流放大系数与温度的关系也就主要决定于注射效率γ和输运系数β*这两者的温度关系。
提高电流放大系数的措施主要有三个：①减薄基区宽度。
这样就可以减小基区复合、增大基区输运系数。
基区很薄，这是晶体管结构的一个基本特点（以保证发射结和集电结是相互关联着的）。
对于常规的BJT，为了获得很薄的基区宽度，在工艺上往往需要采用所谓浅结扩散技术（基区很浅，发射区更浅，这样才能保证p-n结面平坦，以便获得很薄的基区）。
②增大发射区掺杂浓度。
因为发射结注射效率与发射区-基区的掺杂浓度比有关，而基的掺杂浓度往往不能任意降低，则只有尽量提高发射区的掺杂浓度。
这样就可以使得从发射区注入到基区的少数载流子电流大大超过反向注入的电流，从而能够提高发射结注射效率。
发射结掺杂浓度不对称是一般BJT所必须具备的一个重要条件，否则难以获得高的电流放大系数。
BJT的主要电学性能参数(小结)BJT的电学性能参数大体上可分为四类：（1）直流性能参数：①直流电流放大系数αo和βo：BJT的直流电流放大系数就是输出直流电流与输入直流电流之比，其数值大小表征着直流放大的性能。
电流放大系数与BJT的应用组态有关：共基极BJT 的直流电流放大系数为αo≈Ic/Ie；共发射极BJT的直流电流放大系数为βo（或者hfe）≈Ic/Ib。
注意，在计算电流放大系数时都未考虑集电结的反向电流。
电流放大系数与工作点有关，当偏置的电流或者电压超过某一定数值时即将下降（这是由于Kirk效应和Early效应等影响的结果）；并且也与温度有关（因为BJT的电流具有正的温度系数的关系），将随着温度的升高而增大。
βo的数值一般为50～200。
较大电流放大系数的晶体管不仅可以获得较大的电压增益；而且也将有利于在小电流下使用，以获得较高的输入交流电阻和较低的噪声，这是低噪声晶体管所要求的。
②反向电流：Icbo～发射极开路的集电结反向电流。
在发射极开路时，因集电结的抽出作用将造成发射结上有一定的浮空电势，但无电流从发射极流入（发射结边缘处的少数载流子浓度梯度为0），然而却有电流从集电极流出——这就是Icbo，实际上就是共基极组态的集电结反向饱和电流。
ICBo要大于晶体管处于截止状态时的集电结反向饱和电流。
Iceo～基极开路的C-E之间的反向电流，又称为穿透电流。
在基极开路时，因为发射结正偏、集电结反偏，所以这是共发射极组态BJT的一种特殊放大状态（即为共发射极放大组态中的输入开路情况）；虽然这时的基极电流为0，但是却有很小的集电结反向饱和电流Icbo通过晶体管，并被放大b倍后再从集电极流出——这就是Iceo：晶体管的穿透电流Iceo要比Icbo大得多。
并且当集电结有倍增效应（倍增因子为M）时，该穿透电流将更大：穿透电流Iceo不但大于Icbo，而且也大于发射结短路时C-E之间的反向电流——Ices，这是由于这时通过发射结的电流只是集电结反向饱和电流Icbo的一部分（有一部分被短路掉了），所以输出电流Ices要小于β Icbo=Iceo。
Bjt产品手册一、产品概述Bjt（Bipolar Junction Transistor）即双极结型晶体管，是一种具有放大功能的半导体器件。
它由三个半导体区域组成，包括发射区、基区和集电区，具有电流放大作用。
Bjt广泛应用于各种电子设备中，如放大器、振荡器、开关等。
二、Bjt技术原理Bjt的工作原理基于三极管的放大作用，其核心原理是通过控制基极电流来改变集电极电流，从而实现电流的放大。
当基极电流增加时，集电极电流也会相应增加，反之亦然。
Bjt具有高放大倍数、高速开关等优点，但同时也存在温度稳定性较差等缺点。
三、Bjt产品特点1.高放大倍数：Bjt具有较高的电流放大倍数，可以放大微弱的信号。
2.高速开关：Bjt具有高速开关特性，适用于高速数字电路。
3.线性放大：Bjt具有线性放大特性，适用于模拟电路中的信号放大。
4.稳定性差：Bjt的温度稳定性较差，易受温度影响。
四、Bjt产品应用领域1.音频放大器：利用Bjt的放大特性，可以实现音频信号的放大。
2.高速数字电路：利用Bjt的高速开关特性，可以实现高速数字电路的逻辑运算等功能。
3.模拟电路：利用Bjt的线性放大特性，可以实现模拟电路中的信号处理和放大。
4.其他领域：Bjt还广泛应用于无线通信、电力电子、自动控制等领域。
五、Bjt产品规格参数1.类型：根据不同需求选择合适的类型，如低噪声放大器、高速开关等。
2.电流放大倍数：根据实际需求选择合适的电流放大倍数。
3.集电极-发射极电压：根据实际需求选择合适的集电极-发射极电压。
4.基极-发射极电压：根据实际需求选择合适的基极-发射极电压。
5.工作温度范围：根据实际需求选择合适的工作温度范围。
六、Bjt产品使用方法1.安装：将Bjt安装在合适的电路板上，确保引脚正确连接。
2.偏置电路：根据实际需求设计合适的偏置电路，以保证Bjt的正常工作。
3.信号输入：将需要放大的信号输入到基极，通过控制基极电流实现信号的放大。
半导体器件物理(1)2-1 BJT 直流放大原理定性分析三、BJT 的直流电流放大系数半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性共射极连接情况下，发射极为公共端。
输入端为基极，输出端为集电极。
共射极DC 电流放大系数描述的是输出端集电极电流I C 与输入端基极电流I B 之间的关系。
2. 共射极DC电流放大系数2-1 BJT 直流放大原理定性分析三、BJT 的直流电流放大系数半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性I C =I nC +I CBOI E = I nE +I pEI B = I pE + I RB -I CBO I E = I C + I B共射极连接，输入端B 与公共端E 之间V BE >0，BE 结正偏。
输出端C 与公共端E 之间偏置电压V CE >0，通常明显大于V BE 。
因此V CB = (V CE -VBE ) > 0CB 结反偏。
BJT 工作于正向放大状态。
2. 共射极DC 电流放大系数2-1 BJT 直流放大原理定性分析三、BJT 的直流电流放大系数半导体器件物理(I)2. 共射极DC 电流放大系数第2章BJT直流放大特性I C =I nC +I CBOI E = I nE +I pEI B = I pE + I RB -I CBO I E = I C + I B(1) 电流I C 和I B 关系分析由得：记为：C 0E CBO I I I 0B C CBO(I I )I 0C B CBO001I I I 11 C0B CEOI I I2-1 BJT 直流放大原理定性分析三、BJT 的直流电流放大系数半导体器件物理(I)2. 共射极DC 电流放大系数第2章BJT直流放大特性I C =I nC +I CBOI E = I nE +I pEI B = I pE + I RB -I CBO I E = I C + I B(2) β0的含义0001 0E 0E I (1)InC pE RBI I I 即β0是发射极电流I E 中传输到输出端的那部分I nC 与不能传输到输出端而成为I B 电流的那部分(I pE +I RB )之比。
BJT放大电路原理及特性分析
BIJT(Bipola Junctionr Transistor，双极型晶体管)放大电路是一种基于双极型晶
体管（BJT）的小功率电子放大系统，它可以将输入信号以比例大小放大输出。
BJT放大电路是一种非常重要的射频信号放大器电路，它具有良好的带宽和低噪声特性，可以有效地
将较小的输入信号放大到较大的输出信号。
BIJT放大电路的工作原理是通过晶体管的两极间的结合而引出的电流把小电流放大为大电流。
由于BIJT放大器是集成在一起的，它具有特殊的适应性，可以对输入信号进行
高度选择性地放大，这也是BIJT放大电路在射频信号放大器中的重要优势。
BIJT放大电路具有优异的特性，其中包括：
1、低噪声特性：BIJT放大电路的低噪声特性很好，能够将输入信号的噪音降低至最低。
2、耐毒特性：当使用BIJT放大电路时，其毒性特性是更好的，可以有效地抵抗外界
的影响，保持电路的稳定性。
3、高带宽特性：BIJT放大电路具有较高的带宽特性，能够频率范围广，提供更多的
功率，从而提高电路处理能力。
4、高增益特性：BIJT放大电路具有较高的增益特性，可以将较小的信号放大到处于
可接受范围内的更大信号，把信号变得更光滑。
除了优异的特性外，BIJT放大电路还具有较低的成本，有助于提高生产的效率。
因此，BIJT放大电路是一种小功率电子放大系统的重要组成部分，它是许多应用中射频信号放大器的主要组成元素，具有良好的带宽和低噪声特性，可以有效地将较小的输入信号放大到
较大的输出信号。
双极性晶体管-BJT直流特性双极晶体管——BJT直流特性双极晶体管的结构及物理参数? 理想晶体管的电流传输? 实际晶体管（双扩散tr或离子注入＋扩散）的电流增益必须考虑的因素? 小电流工作条件下，电流增益下降的现象 ? E-M方程 ? 大电流效应 ? 基区宽度调制效应 ? BJT的其他直流参数双极晶体管——BJT直流特性1. 双极晶体管的结构及物理参数B E N＋ 0 P NN－ xje xjc x B P N＋ N＋N＋ x 经过补偿以后的杂质分布Basexjexjc xWEWBWCEmitter双极晶体管——BJT直流特性横向参数基区尺寸：（集电极的尺寸）用AC表示；将由芯片的大小决定，而高频器件必须考虑对频率参数的影响。
发射区尺寸：用AE表示；发射区的图形必须在基区以内，发射区的设计是晶体管版图设计最重要的部分。
接触空尺寸：将考虑工艺能力，参数要求，尽量小的接触电阻，考虑电流的均匀性和器件工作的可靠性。
金属Al图形：金属必须包孔，并给Bonding留下Pad。
纵向参数：基区结深xjc：（集电结的深度）xjc ＝WE＋WB；由工艺决定发射结深xje：xje ＝WE；由工艺决定外延层厚度tepi：tepi ＝WC＋WB＋WE；由材料决定各工艺过程中的氧化层的厚度；双极晶体管——BJT直流特性物理参数：发射区表面浓度NSE及其杂质分布：高斯分布或余误差分布近似，由工艺决定，工艺上可以通过监控R□E；发射区表面浓度NSB及其杂质分布：高斯分布或余误差分布近似，由工艺决定，工艺上可以通过监控R□B；外延层的掺杂浓度NC，衬底掺杂浓度Nsub，由材料决定；各区的电子、空穴的迁移率各区的少子寿命双极晶体管——BJT直流特性2. 理想晶体管中的电流传输, 电流增益晶体管的四种工作状态：正向有源区、反向有源区、截止区、饱和区正向有源区的载流子输运双极晶体管——BJT直流特性正向有源区时，BE结正偏，BC结反偏。
半导体器件物理(1)2-2 理想BJT 直流电流放大系数定量分析六. 注入效率半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性课外练习：将I pE (x’=0)和I nE (x=0)代入注入效率定义式，并采用x B <<L nB 以及BE 正偏情况下（V BE >0）下述两个近似条件：推导得到和0 00011=(/)+11(/)nEpE E E B B B nE pEB B E E E nEI I p D L th x L I I n D L th x L I表达式：2-2 理想BJT 直流电流放大系数定量分析六. 注入效率半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性00011E E BB B Ep D x n D x1. 基本表达式实际平面工艺BJT 中，<<B nB x L <<E pE x L ，对双曲正切函数th(y)，若自变量y<<1，则th(y)≈y 00011=(/)+11(/)nEpE E E nB B nB nE pEB B pE E pE nEI I p D L th x L I I n D L th x L I得：2-2 理想BJT 直流电流放大系数定量分析六. 注入效率半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性00011E E B B B Ep D x n D x2. 采用Gummel 数描述的表达式1=1()()E B BB E E D x N D x N 记为：011E BB ED G D GBE G 1-G G B 和G E 分别称为基区和发射区的Gummel 数。
Gummel 数代表相应区域与单位结面积对应的掺杂总数。
为了使得尽量趋于1，应该使G E >>G B ，即要求N E >>N B因此平面工艺BJT 中发射区掺杂浓度应该比基区掺杂浓度高得多。
2-2 理想BJT 直流电流放大系数定量分析六. 注入效率半导体器件物理(I)第2章BJT直流放大特性2. 采用Gummel 数描述的表达式说明：采用Gummel 数描述的注入效率表达式是从均匀掺杂BJT 情况引入的，该表达式同样适用于非均匀掺杂的BJT 。
MOSFET与BJT的基本特性比较MOSFET与BJT的基本特性比较1）输入电流和输入电阻：BJT是电流驱动器件，必须要有一定的输入电流才能工作，其输入电阻很小（约为kT/(qIE)）。
对共发射极组态的BJT，输入电流IB与电流放大系数有关：放大性能越好，所需要的输入电流就越小。
MOSFET的输入电阻几乎为∞，是一个电容，则它具有的一个重要优点就是0输入电流。
这就使得MOSFET在应用中的输入回路比较简单，而且可以使用其输入电容来存储和读出信号电荷。
不过，不幸的是对于纳米MOSFET而言，它与双极型晶体管一样，也具有一定的输入电流（栅极电流），这会给许多微电子电路带来严重的危害。
因此，如何减小纳米MOSFET的栅极电流是一个应该很好考虑的问题。
此外，MOSFET输入电压（VGS）的一致性较差，这就使得在作为运算放大器的输入差动放大级应用时，与BJT相比，将会产生较大的失调电压。
（2）输出电压：BJT的输出电压（VCE）较低，不管是作为高速应用、还是作为高增益应用，一般其最小输出电压都约为(kT/q)值的数倍，即仅稍大于0.1V。
这是BJT的一个重要优点，即BJT是一种很好的低电压工作的器件。
MOSFET的最小输出电压就是其源-漏饱和电压（VDsat=VGS-VT），这时因为输出交流电阻很大，则可获得较高的电压增益。
当MOSFET在高增益应用时，为了提高饱和状态的电压增益，就需要选择较小的(VGS-VT)值，则这时的饱和电压VDsat也很小。
但是，当MOSFET在高频、高速应用时，为了提高频率和速度，在保证一定的电压增益下，就需要尽可能选择较大的(VGS-VT)值，则这时的饱和源-漏电压也较大，这将严重地限制着器件输出电压的摆幅。
总之，作为高增益和高频、高速应用来说，BJT都具有一定的的长处。
（3）跨导-电流比：晶体管的跨导-电流比（gm/IC，gm/IDS）是模拟应用中的一个重要参量。
随着输出电流的增大，BJT的跨导-电流比在很大的范围内基本上没有变化；而MOSFET的跨导-电流比却一直是下降的。
模拟电子技术基础教师出镜区域BJT定义晶体管（Bipolar Junction Transistor，简称为BJT）是通常在Si和Ge半导体材料上通过双极型工艺制作的。
BJT是电流控制器件。
目录BJT的内部结构及分类1BJT的工作原理2BJT的特性3C O N T E N TS1BJT的内部结构及分类1BJT的内部结构及分类BJT的内部结构及分类1基极（B）发射极（E）集电极（C）发射区基区集电区发射结集电结符号NPN型BJTBCEEmitterBaseCollectorBJT的内部结构及分类1基极（B）发射极（E）集电极（C）发射区基区集电区发射结集电结符号PNP型BJTBCE1BJT的内部结构及分类教师出镜区域BJT的结构特点（放大作用的内因）1、发射区的掺杂浓度最高2、基区的掺杂浓度最低，体积最小3、集电区的掺杂浓度居中，体积最大1BJT的内部结构及分类教师出镜区域BJT的分类1、按结构分：NPN和PNP管2、按材料分：硅（Si）和锗（Ge）管3、按工作频率分：高频、低频和超频管4、按功率分：大功率、中功率和小功率管有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）2BJT的工作原理BJT的内部结构及分类1BJT的工作原理2发射极（E ）集电极（C ）发射区基区集电区NPN 型BJTCollector基极（B ）Base电子的运动方向电流分配关系：电流放大关系：RRBJT的内部结构及分类1BJT放大作用的外部条件1、发射结正偏2、集电极反偏教师出镜区域BJT的工作原理2BJT的电流关系3 BJT的特性BJT的工作原理2BJT的特性31、输入特性曲线(1) 当v CE =0V 时，相当于发射结的正向伏安特性曲线。
(2) 当v CE ≥1V 时，v CB = v CE -v BE >0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，基区复合减少，同样的v BE 下I B 减小，特性曲线右移。
