半導(dǎo)體器件原理 第三章.4

1、 當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)，當(dāng)發(fā)射極開路時(shí)，IE = 0 ，但這并不意味，但這并不意味VBE = 0 。那么。那么VBE 應(yīng)當(dāng)為多少呢？根據(jù)邊界條件知，當(dāng)應(yīng)當(dāng)為多少呢？根據(jù)邊界條件知，當(dāng)VBC 0 時(shí)，在基區(qū)時(shí)，在基區(qū)中靠近集電結(jié)的一側(cè)，有：中靠近集電結(jié)的一側(cè)，有： 1、浮空電勢(shì)、浮空電勢(shì)0expkTqVnWnBCpoBp 基區(qū)中的部分少子電子被基區(qū)中的部分少子電子被集電結(jié)上的反偏掃入集電區(qū)，集電結(jié)上的反偏掃入集電區(qū)，但因但因 IE = 0 ，基區(qū)少子得不到，基區(qū)少子得不到補(bǔ)充，使在靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)，補(bǔ)充，使在靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)，有：有：np(0) npo ，根據(jù)邊界條件，根據(jù)邊界條件，這說明發(fā)射結(jié)上存在一個(gè)

2、反向這說明發(fā)射結(jié)上存在一個(gè)反向電壓，這就是電壓，這就是 浮空電勢(shì)浮空電勢(shì) 。1-exp-1-exp 1-exp-1-expkTqVIkTqVIIkTqVIkTqVIIBCCSBEESCBCCSRBEESE 已知已知 NPN 管的共基極電流管的共基極電流-電壓方程為：電壓方程為：(1)(2) 將將 IE = 0 代入方程代入方程 ， 得：得：考慮到考慮到 VBC 0 以及互易關(guān)系以及互易關(guān)系 ，得：，得：CSRESII于是從上式可解得浮空電勢(shì)為：于是從上式可解得浮空電勢(shì)為：ESCSRBEIIkTqV1exp0)1ln(qkTVBEpopBEnnV-3109.9(0)0.12V,99. 0，則若例

3、：例：1exp1expkTqVIIkTqVBCESCSRBE 2、共基極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓、共基極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓 已知已知 PN 結(jié)的雪崩倍增因子結(jié)的雪崩倍增因子 M 可以表示為：可以表示為：它表示進(jìn)入勢(shì)壘區(qū)的原始電流經(jīng)雪崩倍增后放大的倍數(shù)。它表示進(jìn)入勢(shì)壘區(qū)的原始電流經(jīng)雪崩倍增后放大的倍數(shù)。 在工程實(shí)際中常用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來表示當(dāng)已知擊穿電壓在工程實(shí)際中常用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來表示當(dāng)已知擊穿電壓時(shí)時(shí) M 與外加電壓之間的關(guān)系：與外加電壓之間的關(guān)系：當(dāng)當(dāng)V= 0 時(shí)，時(shí)，M = 1 ; 當(dāng)當(dāng)V VB 時(shí)，時(shí)，M 。鍺鍺PN 結(jié)結(jié):硅硅PN 結(jié)結(jié):S = 6 (PN+)S

4、= 3 (P+N)S = 2 (PN+)S = 4 (P+N)dx0-11dxMiSBVVM11 對(duì)于晶體管，在共基極接法的放大區(qū)中，對(duì)于晶體管，在共基極接法的放大區(qū)中， ，CBOECIII當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時(shí)，當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時(shí)， 成為：成為：CBOECBOECIAIIMIMI 上式中，上式中， ， ，分別為計(jì)入雪崩倍增，分別為計(jì)入雪崩倍增效應(yīng)后的放大系數(shù)與反向截止電流。效應(yīng)后的放大系數(shù)與反向截止電流。MACICBOCBOIMI倍。增大了與均比與這時(shí)時(shí)，當(dāng)。，取則管的：某硅例0.02630.9955,0263. 1(0.4)-114 . 0497. 0,99. 0*,98. 0NPN14C

5、BOCBOBBCIIAMAMVVS 定義：定義：將發(fā)射極開路時(shí)，使將發(fā)射極開路時(shí)，使 ICBO 時(shí)的時(shí)的VBC稱為稱為共基極集電結(jié)雪崩擊穿電壓共基極集電結(jié)雪崩擊穿電壓 ，記為，記為BVCBO 。 顯然，當(dāng)顯然，當(dāng)VBC VB 時(shí)，時(shí)，M , ICBO ，所以，所以BVCBO = VB 。 雪崩擊穿對(duì)共基極輸出特性曲線的影響：雪崩擊穿對(duì)共基極輸出特性曲線的影響： 3、共發(fā)射極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓、共發(fā)射極接法中的雪崩倍增效應(yīng)和擊穿電壓 在共發(fā)射極接法的放大區(qū)中，有：在共發(fā)射極接法的放大區(qū)中，有： 當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時(shí)，當(dāng)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)時(shí)，IC 成為：成為： 上式中，上式中，分別為計(jì)入

6、雪崩倍增效應(yīng)后的放大系數(shù)與穿透電流。分別為計(jì)入雪崩倍增效應(yīng)后的放大系數(shù)與穿透電流。1-1CBOBCEOBCIIIIICEOBCBOBCIBIMIMIMMI1-1AIMIMIAAMMBCBOCBOCEO11,11 可見雪崩倍增對(duì)可見雪崩倍增對(duì) 與與ICEO 的影響要比對(duì)的影響要比對(duì) 與與ICBO 的影響大的影響大得多?；蛘哒f，雪崩倍增對(duì)共發(fā)射極接法的影響要比對(duì)共基極得多?；蛘哒f，雪崩倍增對(duì)共發(fā)射極接法的影響要比對(duì)共基極接法的影響大得多。接法的影響大得多。倍。的與均是與這時(shí)。時(shí)當(dāng)。中的晶體管相同，：與例例8 . 6220A-1AB0.9955,A1.0263, 0.44, 5 .32,97. 01

7、2CEOCEOBBCIIBMMVVS 定義：定義：將基極開路時(shí)，使將基極開路時(shí)，使 ICEO 時(shí)的時(shí)的 VCE 稱為稱為集電極集電極發(fā)射極擊穿電壓發(fā)射極擊穿電壓，記為：，記為：BVCEO 。 BVCEO 與與 BVCBO 的關(guān)系：的關(guān)系： 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，即時(shí)，即 時(shí)，時(shí)， ，將此關(guān)系，將此關(guān)系1MSCBOSBSBCEOSBCEOBVVVBVVBVM1111VBVBVSCEOCBO6132.5147147V45 .32134時(shí)，當(dāng)。，中的晶體管相同，：與例例SCBOCEOBVBV即：即：1MACEOCEBVV代入代入M 中，得：中，得： 在擊穿的起始階段電流還很小，在擊穿的起始階段電流還很小， 在小

8、電流下變小，使?jié)M在小電流下變小，使?jié)M足擊穿條件足擊穿條件 的的 M 值較大，擊穿電壓值較大，擊穿電壓 BVCEO 也就較高。也就較高。隨著電流的增大，隨著電流的增大， 恢復(fù)到正常值，使?jié)M足恢復(fù)到正常值，使?jié)M足 的的M值減小，值減小，擊穿電壓也隨之下降到與正常的擊穿電壓也隨之下降到與正常的 與與 值相對(duì)應(yīng)的值相對(duì)應(yīng)的 ，使曲線的擊穿點(diǎn)向左移動(dòng)，形成一段負(fù)阻區(qū)。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)阻區(qū)時(shí)，使曲線的擊穿點(diǎn)向左移動(dòng)，形成一段負(fù)阻區(qū)。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)阻區(qū)時(shí)，上式應(yīng)該改為：上式應(yīng)該改為： 曲線中有時(shí)曲線中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一段會(huì)出現(xiàn)一段 負(fù)阻區(qū)負(fù)阻區(qū)。圖中，。圖中， VSUS 稱為維持電壓。稱為維持電壓。 原因：原因：SCBOBVS

9、CBOsusBVV1MCBOCEOIMMI1CECEOVI1MICEOBVCEOVCEVSUSIC0負(fù)阻區(qū)負(fù)阻區(qū) 4、發(fā)射極與基極間接有一定外電路時(shí)的反向電流、發(fā)射極與基極間接有一定外電路時(shí)的反向電流（本小節(jié)內(nèi)容請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)。）（本小節(jié)內(nèi)容請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)。）susV 雪崩擊穿對(duì)共發(fā)射極輸出特性曲線的影響：雪崩擊穿對(duì)共發(fā)射極輸出特性曲線的影響：晶體管的各種偏置條件晶體管的各種偏置條件測(cè)試測(cè)試BVCES的電路示意圖的電路示意圖BVCES 基極對(duì)發(fā)射極短路時(shí)的基極對(duì)發(fā)射極短路時(shí)的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓BVCER基極接有電阻基極接有電阻RB時(shí)的時(shí)的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓BVCEX基極接有

10、反向偏壓時(shí)的基極接有反向偏壓時(shí)的C-E間的擊穿電壓間的擊穿電壓各種擊穿電壓的大小關(guān)系各種擊穿電壓的大小關(guān)系BVCEO BVCER BVCEX BVCES NB NC ， 故故 BVCBO 取決于取決于NC ， BVEBO 取決于取決于NB , 且且 BVCBO BVEBO 。 6、基區(qū)穿通效應(yīng)、基區(qū)穿通效應(yīng) 當(dāng)集電結(jié)上的反向電壓增大到其勢(shì)壘區(qū)將基區(qū)全部占據(jù)，當(dāng)集電結(jié)上的反向電壓增大到其勢(shì)壘區(qū)將基區(qū)全部占據(jù)， WB = 0 時(shí)，時(shí)， IC 將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為 基區(qū)穿通基區(qū)穿通，相應(yīng)的，相應(yīng)的集電結(jié)反向電壓稱為集電結(jié)反向電壓稱為 穿通電壓穿通電壓，記為，記為Vpt 。WBNNP0 基區(qū)穿通時(shí)，進(jìn)入基區(qū)中的勢(shì)壘區(qū)寬度與基區(qū)寬度相等?；鶇^(qū)穿通時(shí)，進(jìn)入基區(qū)中的勢(shì)壘區(qū)寬度與基區(qū)寬度相等。對(duì)于突變結(jié)：對(duì)于突變結(jié)：2)(2BBCCBsptWNNNNqV 防止基區(qū)穿通的措施防止基區(qū)穿通的措施 ：增大增大 WB 與與 NB 。這與防止厄爾利。這與防止厄爾利效應(yīng)的措施相一致，但與提高效應(yīng)的措施相一致，但與提高 放大系數(shù)放大系數(shù) 與與 的