第07章 薄膜晶体管的结构与设计
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1. 课程设计目的与任务 (2)2. 设计的内容 (2)3. 设计的要求与数据 (2)4. NPN管图形结构的选择 (3)5. 确定纵向结构参数 (3)(1)........................................................................................................................各区掺杂浓度及集电极外延材料电阻率的选取 (3)(2)........................................................................................................................各区少子迁移率、扩散长度的计算 (4)(3)集电区厚度Wc的选择 (6)(4)基区宽度的选取 (7)(5)发射极和集电极结深的选取 (8)6横向尺寸的选择 (8)(1) ......................................................................................................................... 单元发射极宽度、长度和个数的选取 (8)(2) ......................................................................................................................... 发射区和基区面积的选取 (9)7参数验证 (10)8工艺版图 (11)9晶体管课设心得体会 (12)NPN双极型晶体管的设计1、课程设计目的与任务《电子器件课程设计》是继《微电子器件基础》、《微电子工艺》和《半导体物理》理论课之后开出的有关微电子器件和工艺知识的综合应用的课程,使我们系统的掌握半导体器件,集成电路,半导体材料及工艺的有关知识的必不可少的重要环节。
光电器件中晶体管的设计和模拟随着社会科技的发展,光电技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
在各种光电器件中,晶体管是基础且重要的元件之一。
本文旨在介绍光电器件中晶体管的设计和模拟。
整体概述晶体管,也称为三极管,其作用是在电路中起放大、开关、稳压等作用。
晶体管根据不同的用途和制作工艺,分为三种类型:NPN型、PNP型和场效应晶体管。
这里,我们主要讲述NPN型晶体管的设计和模拟。
晶体管的工作原理NPN型晶体管由三层半导体PNP连接而成,其中,中间的N型半导体为基极,与外层的P型半导体组成的射极和发射极相连。
晶体管的工作原理是利用控制电流去控制一个极间电阻,即利用输入信号控制输出信号,由此起到放大、开关或者稳压作用。
晶体管的基本参数在进行NPN型晶体管的设计和模拟之前,需要了解晶体管的基本参数,包括:放大系数β:即晶体管的电流放大倍数,可以通过实验或者理论计算得出。
饱和电流Icmax:晶体管饱和时的最大电流值。
击穿电压VCEO:晶体管的极间电压,如果电压超过此值,则会使晶体管失效。
基本电流Ib:基极电流,是控制晶体管工作状态的决定因素。
晶体管的参数计算在进行晶体管的设计和模拟之前,需要填写晶体管的参数。
一般情况下,我们可以根据实验或者计算得到以下参数:基极电流Ib:计算得出,单位为毫安。
放大系数β:通过测量直流电流放大倍数或者理论计算来得出。
饱和电流Icmax:通过测量或者计算得出,单位为毫安。
击穿电压VCEO:根据晶体管数据手册中的参数填写即可。
晶体管的模拟晶体管的模拟是指根据晶体管的参数进行电路计算,以便确定晶体管的工作性能和输出信号。
晶体管的模拟通常包括两个步骤:1. 静态分析静态分析是指在晶体管的静态工作状态下,参考电路或者计算NPN型晶体管的放大系数、电路增益、极间电阻和电流放大倍数等参数。
这些参数在设计电路和进行负载分析时会非常有帮助。
2. 动态分析动态分析是指在电路中加入信号源,通过模拟不同的输入信号,观察输出信号,进而得到晶体管工作性能的评价。
晶体管电路设计引言晶体管电路设计是电子电路设计中的一个重要方面。
晶体管作为一种半导体器件,广泛应用于各种电子设备中,如计算机、手机、电视等。
本文将介绍晶体管电路设计的基本概念、原理和实践方法。
晶体管基础知识什么是晶体管晶体管,全称为晶体管三极管,是一种用于放大和开关电信号的半导体器件。
它由三个区域构成,分别为发射区、基区和集电区。
晶体管的工作原理是通过控制基极电流来控制集电区电流。
根据晶体管的PN结类型可以分为NPN型和PNP型。
晶体管的应用晶体管广泛应用于电子设备中的各种电路中,如放大电路、开关电路、数字电路等。
晶体管可以放大电信号,实现信号放大,同时也可以作为开关控制电流的通断。
晶体管电路设计的步骤晶体管电路设计涉及多个步骤,下面将逐一介绍。
确定电路需求在进行晶体管电路设计之前,首先需要明确电路的需求。
包括电路的功能、输入输出要求、工作条件等。
根据电路需求确定晶体管的工作模式和参数。
选择合适的晶体管型号根据电路需求和工作模式,选择适合的晶体管型号。
根据晶体管的参数表,比较不同型号的晶体管的特性,如电流增益、最大功率、频率响应等,选择合适的晶体管型号。
绘制电路图根据电路需求和选择的晶体管型号,绘制电路图。
电路图应包括晶体管的引脚连接、元器件连接、电源连接等。
电路图绘制要符合电路设计规范,清晰明了。
计算电路参数根据电路需求和电路图,进行电路参数的计算。
包括电阻、电容、电感等元器件的选取和计算。
同时还需要计算晶体管的偏置电流、工作点等参数。
仿真和调试在进行实际的电路实现之前,可以通过软件仿真工具对电路进行仿真。
通过仿真可以评估电路的性能、稳定性等。
如果发现问题,可以进行调试和优化。
PCB设计和制造完成电路参数计算、仿真和调试后,需要进行PCB (Printed Circuit Board)的设计。
PCB设计是将电子元器件进行布局并进行连线的过程。
完成PCB设计后,可以进行PCB的制造。
实际设计和测试根据PCB设计进行实际的电路制作和组装。
晶体管原理与设计课程设计课程背景晶体管是一种重要的半导体电路元器件,其在电子技术领域中具有广泛的应用。
为了系统地学习晶体管的原理和设计,本课程特别针对大学电子信息类专业开设,旨在使学生掌握晶体管的基本结构、特性和参数,理解晶体管的工作原理,掌握CMOS数字集成电路的设计方法和技巧。
课程目标•了解晶体管的基本结构、特性和参数;•理解晶体管的工作原理;•掌握基本的晶体管功率放大电路和数字集成电路设计方法;•学习使用EDA软件进行CMOS数字集成电路设计。
课程大纲1.晶体管的结构和特性•pn结和二极管•MOSFET和BJT晶体管•晶体管的参数及其意义2.晶体管电路的分析•直流电路分析•交流电路分析•晶体管小信号模型3.晶体管功率放大电路设计基础•线性放大电路的设计和分析•大信号放大电路的设计和分析•宽带放大电路的设计和分析4.CMOS数字集成电路设计•逻辑门电路的设计和分析•存储器电路的设计和分析•时序电路的设计和分析5.EDA软件的使用•PSpice电路仿真•LTspice电路仿真•Cadence IC设计流程课程教学方法本课程采用理论教学与实践相结合的教学方法。
理论部分采用课堂讲授与教材自学相结合的方式,使学生可以掌握必要的基础知识。
实践部分采用电路仿真软件进行模拟实验,同时还需要完成一定的电路设计和验证任务。
课后要求学生自主完成作业并提交报告,以检验学生是否掌握了课程中的重点知识。
考核方式考核方式主要包括课堂成绩和实践成绩两部分。
其中,理论部分的课堂教学成绩包括出勤、课堂表现和期中/期末考试等,实践部分的成绩主要包括电路设计报告和综合实验成绩等。
参考书目•《微电子电路》, Sedra和Smith,电子工业出版社•《CMOS数字集成电路设计与仿真》,胡平,清华大学出版社•《模拟电子技术基础》,钟丽明,机械工业出版社总结通过本课程的学习,学生应该可以对晶体管的基本原理有一个较为深入的认识,掌握基本的晶体管电路分析和设计方法,理解CMOS数字集成电路的发展和设计思路,并能自主使用EDA工具进行电路仿真和设计。