半導(dǎo)體器件原理第三章2

，將其代入少子電流方程，求出與，進(jìn)而§3-2緩變基區(qū)晶體管的放大系數(shù)

基區(qū)雜質(zhì)分布的不均勻會在基區(qū)中產(chǎn)生一個內(nèi)建電場，使少子在基區(qū)內(nèi)以漂移運(yùn)動為主，故緩變基區(qū)晶體管又稱為漂移晶體管。以NPN管為例，結(jié)電壓為VBE

與VBC

。

本節(jié)主要思路：令基區(qū)多子電流為零，解出基區(qū)內(nèi)建電場求出基區(qū)渡越時間，最后求出：1、內(nèi)建電場的形成雜質(zhì)濃度分布圖：在實(shí)際的緩變基區(qū)晶體管中，η=4~8。設(shè)基區(qū)雜質(zhì)濃度分布為：式中η

是表征基區(qū)內(nèi)雜質(zhì)變化程度的一個參數(shù)：當(dāng)η=0時為均勻基區(qū)。由于，，故對電子起加速作用，稱為加速場。令基區(qū)多子電流為零：得內(nèi)建電場為：小注入時，基區(qū)中總的多子濃度即為平衡多子濃度：將基區(qū)電場代入電子電流方程中，可得注入基區(qū)的少子電流為：

2、基區(qū)少子分布與少子電流根據(jù)非均勻材料方塊電阻表達(dá)式，緩變基區(qū)的方塊電阻為：于是–JnE

可表示為：下面求基區(qū)少子分布nB(x):在前面的積分中將下限由0改為基區(qū)中任意位置x，得：由上式可解出nB(x)為：對于均勻基區(qū)：縱軸：橫軸：當(dāng)較大時，上式可簡化為：3、基區(qū)渡越時間與基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)注：當(dāng)將Dn寫為DB時，上式同時適用于PNP管和NPN管。對于均勻基區(qū)，當(dāng)時，分別為：這表明由于內(nèi)建電場的存在使少子的渡越時間大為減小。進(jìn)一步可求得基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)為：4、注入效率與電流放大系數(shù)已知從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子電流為：類似地可得從基區(qū)注入發(fā)射區(qū)的空穴電流為：上式中：于是可得緩變基區(qū)晶體管的注入效率為：以及：5、小電流時的下降實(shí)測表明，與發(fā)射極電流IE有如下圖所示的關(guān)系。上式中：

原因：發(fā)射結(jié)正向電流很小時，發(fā)射結(jié)勢壘區(qū)復(fù)合電流JrE

的比例增大，使注入效率下降。當(dāng)JrE

不能被忽略時有：當(dāng)電流很小，即VBE很小時，很大，使很小，從而很小。隨著電流的增大，減小，當(dāng)?shù)圆荒鼙缓雎詴r，有：當(dāng)電流很大時，又會開始下降，這是由于大注入效應(yīng)和基區(qū)擴(kuò)展效應(yīng)引起的。當(dāng)電流繼續(xù)增大到可以被忽略時，則有：

6、重?fù)诫s的影響

重?fù)诫s效應(yīng)：當(dāng)NE太高時，不但不能提高注入效率，反而會使其下降，從而使和下降。

原因：發(fā)射區(qū)禁帶寬度變窄與俄歇復(fù)合增強(qiáng)。對于室溫下的Si：(1)禁帶變窄發(fā)射區(qū)禁帶變窄后，會使其本征載流子濃度ni

發(fā)生變化：而先增大。但當(dāng)NE

超過后，反而下降，當(dāng)NE

增大時，減小，增加，隨NE增大從而導(dǎo)致與的下降。(2)俄歇復(fù)合增強(qiáng)8、異質(zhì)結(jié)晶體管（HBT）

上式中，，當(dāng)時，，