微电子器件(3-2)

1、 （1）基区必须很薄，即）基区必须很薄，即 WB NB 。 本节的讨论以本节的讨论以 PNP 管为例。管为例。 定义：定义：基区中到达集电结的少子电流基区中到达集电结的少子电流 IpC 与从发射区注入基与从发射区注入基区的少子形成的电流区的少子形成的电流 IpE 之比，之比， 称为称为 基区输运系数基区输运系数，记为，记为 ，即：即：pCpCpEpEIJIJ 由于少子空穴在基区的复合，使由于少子空穴在基区的复合，使 JpC JpE 。 3.2.1 基区输运系数基区输运系数 以下用以下用 pB 代表基区非平衡少子浓度代表基区非平衡少子浓度 pn 。 3.2.2 基区渡越时间基区渡越时间 定义：定

2、义：少子在基区内从发射结渡越到集电结所需要的平均少子在基区内从发射结渡越到集电结所需要的平均时间，称为少子的时间，称为少子的 基区渡越时间基区渡越时间，记为，记为 b 。 可以设想，在可以设想，在 b 期间，基区内的少子全部更新一遍，因此期间，基区内的少子全部更新一遍，因此将将 代入，得：代入，得：2BbB2WDBbpEQJ BBBBBpEB01(0),2qD pQqpWJW b 代表少子在基区停留的平均时间。代表少子在基区停留的平均时间。 B 代表少子寿命，代表少子寿命， 代表少子在单位时间内的复合几率，因而代表少子在单位时间内的复合几率，因而 就代表少子在基区就代表少子在基区停留期间被复合

3、的几率，而停留期间被复合的几率，而 则代表未复合掉的比例则代表未复合掉的比例 ，也即到达集电结的少子电流与注入基区的少子电流之比。也即到达集电结的少子电流与注入基区的少子电流之比。bBbB1B1*bB1 因此，基区输运系数可以表为：因此，基区输运系数可以表为： 基区输运系数与基区渡越时间的关系基区输运系数与基区渡越时间的关系 式中，式中， 即代表了少子在基区中的复合引起的电流即代表了少子在基区中的复合引起的电流亏损所占的比例。要减少亏损，应使亏损所占的比例。要减少亏损，应使 WB，LB。2BB12WL2BB112WL *bB1 将基区渡越时间将基区渡越时间 b 的表达式的表达式 代入，得：代入

4、，得：2BbB2WD。，的典型值：9950. 0m10m1BBLW 注意注意 b 与与 B 的区别的区别BBprQJBBbpEpCQQJJ 3.2.3 发射结注入效率发射结注入效率 定义：定义：从发射区注入基区的少子形成的电流从发射区注入基区的少子形成的电流 IpE 与总的发射与总的发射极电流极电流 IE 之比，称为之比，称为 注入效率注入效率（或（或 发射效率发射效率），记为），记为 ，即：，即：pEpEpEnEEEpEnEpE11IJJJIJJJJ 当当 WB LB 及及 WE NB ，即（，即（NB / /NE） 1 ，则上式，则上式可近似写为可近似写为中得：代入 将将 代入代入 中，得

5、：中，得： 再利用爱因斯坦关系再利用爱因斯坦关系 ，得：，得：注意：注意：DB 、DE 代表代表 少子少子 扩散系数，扩散系数， B 、 E 代表代表 多子多子 迁移率。迁移率。EBEEBB11,NNqq EBEEBEBB1D WD W EBBEDDkTqBEEB1WWEBBBEE1D W ND W N 利用利用 方块电阻方块电阻 的概念，的概念， 可有更简单的表达式。方块电阻可有更简单的表达式。方块电阻代表一个正方形薄层材料的电阻，记为代表一个正方形薄层材料的电阻，记为 R口口 。WdxxNqR0)(1口NWqWLWLR1口 对于均匀材料，对于均匀材料， 对于厚度方向（对于厚度方向（ x 方向方向 ）上不均匀的材料，）上不均匀的材料， 1 1BERR口口EEEBB1BRWRW口口 对于均匀掺杂的发射区与基区，对于均匀掺杂的发射区与基区，中，可将中，可将 表示为最简单的形式，表示为最简单的形式，BEEB1WW 代入前面得到的代入前面得到的 公式公式的典型值：的典型值：R口口E = 10，R口口B1 = 1000， = 0.9900。pCCCEEEJIJIJJ2E B2BB12RWLR口口 3.2.4 电流放大系数电流放大系数式中，式中， ，称