微電子器件(3-6)

1、 把基極電流把基極電流 IB 從從 經(jīng)經(jīng) 流到流到 所所產(chǎn)生的電壓降，當(dāng)作是由一個電阻產(chǎn)生的，稱這個電阻為產(chǎn)生的電壓降，當(dāng)作是由一個電阻產(chǎn)生的，稱這個電阻為 ，用，用 表示表示 。由于基區(qū)很薄，。由于基區(qū)很薄，rbb 的截面積很小，使的截面積很小，使 rbb 的數(shù)值相當(dāng)可觀，對晶體管的特性會產(chǎn)生明顯的影響。的數(shù)值相當(dāng)可觀，對晶體管的特性會產(chǎn)生明顯的影響。 以下的分析以以下的分析以 NPN 管為例。管為例。 ( 1 ) 基極金屬電極與基區(qū)的歐姆接觸電阻基極金屬電極與基區(qū)的歐姆接觸電阻 rcon bbconcbbbrrrrr ( 2 ) 基極接觸處到基極接觸孔邊緣的電阻基極接觸處到基極接觸孔邊緣的

2、電阻 rcb ( 3 ) 基極接觸孔邊緣到工作基區(qū)邊緣的電阻基極接觸孔邊緣到工作基區(qū)邊緣的電阻 rb ( 4 ) 工作基區(qū)的電阻工作基區(qū)的電阻 rb 基極電阻基極電阻 rbb 大致由以下大致由以下 4 部分串聯(lián)構(gòu)成部分串聯(lián)構(gòu)成： 對于均勻材料，對于均勻材料， 對于沿厚度方向?qū)τ谘睾穸确较?( x 方向方向 ) 不均勻的材料，不均勻的材料，NWqWWLWLR11口0011ddWWRxqN x口 對于矩形的薄層材料，總電阻就是對于矩形的薄層材料，總電阻就是 R口口 乘以電流方向上的乘以電流方向上的方塊個數(shù)，即方塊個數(shù)，即口口方塊個數(shù)） RRdLWdLR(LdI 晶體管中各個區(qū)的方塊電阻分別為晶體管

3、中各個區(qū)的方塊電阻分別為 jeEEE01dxRqNx口口ERB1口R2B口RBWjexjcx 指正對著發(fā)射區(qū)下方的在指正對著發(fā)射區(qū)下方的在 WB = = xjc - - xje 范圍內(nèi)范圍內(nèi)的基區(qū)，也稱為的基區(qū)，也稱為 或或 。jcBjeB1B1BBBB011,ddxWxRRqNxqNx口口或 指在發(fā)射區(qū)下方以外從表面到指在發(fā)射區(qū)下方以外從表面到 xjc 處的基區(qū)，處的基區(qū)，也稱為也稱為 或或 。jcB2BB01dxRqNx口口ERB1口R2B口RBWjexjcx 為了降低為了降低 rcon 與與 rcb ，通常對基極接觸孔下方的非工作基區(qū)，通常對基極接觸孔下方的非工作基區(qū)進行進行高濃度、深結(jié)

4、深的高濃度、深結(jié)深的重摻雜。重摻雜。ENBN+BN+jcxB3R口CN+jcB3+pB01dxRqNx口 重摻雜非工作基區(qū)的方塊電阻為重摻雜非工作基區(qū)的方塊電阻為 式中，式中， 代表代表 ，單位為，單位為.cm2 ，隨半導(dǎo)體類型、，隨半導(dǎo)體類型、摻雜濃度及金屬種類的不同而不同，參見表摻雜濃度及金屬種類的不同而不同，參見表 3-2。通常摻雜濃度。通常摻雜濃度越高，則越高，則 C 越小。越小。con,CrA2Bb口寬長RrconbbB222CrlSdrRl口 雙基極條結(jié)構(gòu)的雙基極條結(jié)構(gòu)的 rcon 與與 rbEBd Se SblBd Sb 圓環(huán)形基極條結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形基極條結(jié)構(gòu)的 rcon 與與 rb

5、B2dd,2rrRr口段上的電阻為dSdBSecon22SB4CrddBeB22b2B2Bed2ln2dSRrrrRdS口口 在產(chǎn)生電阻在產(chǎn)生電阻 rb 與與 rcb 的基區(qū)內(nèi)，基極電流是隨距離變化的的基區(qū)內(nèi)，基極電流是隨距離變化的分布電流分布電流 Ib(y)，因此這個區(qū)域內(nèi)的基極電阻是因此這個區(qū)域內(nèi)的基極電阻是分布分布參數(shù)參數(shù)而不是而不是集中參數(shù)。但是對于了解一些現(xiàn)象的物理機理，以及對于一些集中參數(shù)。但是對于了解一些現(xiàn)象的物理機理，以及對于一些簡化的工程計算及電路研究而言，可以簡化的工程計算及電路研究而言，可以采用采用 的概念。的概念。 這里的等效，是指這里的等效，是指相等。相等。 雙基極條

6、結(jié)構(gòu)的雙基極條結(jié)構(gòu)的 rb Bbe( )IIyyS，bB( )2IyIye2Se2S0分布電流為分布電流為B1d,yRl口dy 段上的電阻為段上的電阻為Ib(y) 在在 dy 段電阻上的功耗為段電阻上的功耗為22B1BbB1ed( )dRIyIyRyylSl口口e2B122eB2bBB10e2d12SSIRPyyIRSll口口Ib(y) 在工作基區(qū)內(nèi)的功耗為在工作基區(qū)內(nèi)的功耗為22eB bBB112SI rIRl口ebB112SrRl口2ebBB112SPIRl口 根據(jù)等效電阻的概念，這個功率應(yīng)該與根據(jù)等效電阻的概念，這個功率應(yīng)該與集中集中電流電流 IB 在等效在等效電阻電阻 rb 上的功耗相

7、等，即上的功耗相等，即b2B3Bcb0b2bBB32,B cb2d26SRIPyySlSIRlI r口口B2IB2IbSbSyy00 雙基極條結(jié)構(gòu)的雙基極條結(jié)構(gòu)的 rcbBbb( ),2IIyySbcbB36SrRl口 圓環(huán)形基極結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形基極結(jié)構(gòu)的 rb 圓環(huán)形基極結(jié)構(gòu)的圓環(huán)形基極結(jié)構(gòu)的 rcb 很小，可以忽略。很小，可以忽略。B1dd,2rrRr口段上的電阻為e22B1B2b20e2BB12B b4d28SRIPrrSrIRI r口口e2Sb( )Ire2Sr02Bb2e4( ),IIrrSbB118rR口圓環(huán)形基極：圓環(huán)形基極： （1）減?。p小 R口口B1 與與 R口口B2 ，即增大基區(qū)摻雜與結(jié)深，但這會，即增大基區(qū)摻雜與結(jié)深，但這會降低降低，降低發(fā)射結(jié)擊穿電壓與提高發(fā)射結(jié)勢壘電容。，降低發(fā)射結(jié)擊穿電壓與提高發(fā)射結(jié)勢壘電容。 （2）非工作基區(qū)重摻雜，以減?。┓枪ぷ骰鶇^(qū)重摻雜，以減小 R口口B3 和和 C 。 （3）減小）減小 Se 、Sb 與與 d ，增長，增長 l ，即采用細線條，并且增加，即采用細線條，并且增加