双极晶体管a学习

双极晶体管a学习第1页/共128页****

现代主流电子器件有两大类：BJT和FET。这些器件广泛的应用于通信、计算机及自动化等各个领域。BJT于1948年发明于美国Bell实验室，通常有NPN、PNP两种基本结构，在电路中主要用作放大、开关等。

本章主要介绍BJT的结构、工作原理，重点介绍其载流子的运动规律和直流特性分析方法：通过对器件工作时载流子的运动规律的分析，把器件的电学特性和器件内部结构、材料、工艺参数联系起来，为我们设计、使用晶体管提供相应的理论基础。第2页/共128页1、晶体管的分类、基本结构及杂质分布2、双极晶体管的放大原理4、双极晶体管的电流增益5、反向直流参数及基极电阻3、双极晶体管的直流伏安特性6、特性曲线和晶体管E-M模型7、温度特性和三极管的应用举例（见1a3、1a4）典型的三极管偏置电路分析back三极管放大电路稳定工作点的方法第3页/共128页1.晶体管的分类、基本结构及杂质分布1）分类及符号

按用途：低/高频管、小/大功率管、低噪声管、高反压管、开关管……如下页图所示

按工艺及管芯结构：合金管、扩散管、离子注入管，台面管、平面管……

按各区掺杂情况：NPN、PNP***

符号：NPN、PNP（画于黑板）*第4页/共128页(a)小功率管(b)小功率管(c)大功率管(d)中功率管第5页/共128页

半导体三极管的型号第二位：A锗PNP管、B锗NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低频小功率管、D低频大功率管、

G高频小功率管、A高频大功率管、K开关管用字母表示材料用字母表示器件的种类用数字表示同种器件型号的序号用字母表示同一型号中的不同规格三极管国家标准对半导体器件型号的命名举例如下：3DG110B下面请看其基本结构及杂质分布第6页/共128页2）基本结构及杂质分布

不同的双极晶体管的具体结构有所差异，但其管芯基本结构是一样的：由靠的很近的两个PN结组成。其结构模型如图所示a、均匀基区晶体管---合金管b、缓变基区晶体管---平面管看下面几个例子：**backc、集成电路中的晶体管---平面管*两者比较

第7页/共128页

半导体三极管的结构示意图如图所示。它有两种类型:NPN型和PNP型。BJT的结构简介(a)NPN型管结构示意图(b)PNP型管结构示意图(c)NPN管的电路符号(d)PNP管的电路符号back第8页/共128页typicala、均匀基区晶体管---合金管制作工艺*三个区的杂质分布*back铟、镓，加热到铟镓与锗的共溶温度第9页/共128页b、缓变基区晶体管---平面管back制作工艺？（对照讲解）*三个区的杂质分布*淡紫色浅青绿色青色橙色顶视图顶视图1019cm-31017cm-31015cm-3第10页/共128页淡紫色浅青绿色水绿色橙色back掺杂过程第11页/共128页

a.工艺上对WB的控制

b.基区杂质的分布（均匀基区－扩散型晶体管、缓变基区－漂移型晶体管）两种管子的简单比较compareback第12页/共128页随着制造技术的不断发展，器件纵向尺寸和横向尺寸大为减小。例如，发射区宽已经可以做到0.3微米左右backc、集成电路中的晶体管---平面管由于元器件之间需要相互隔离及联结，故IC中晶体管和单个管子结构有所不同*集电极从管芯表面引出，所以在集电区下面作埋层以减小集电极串联电阻**详细请看放大图第13页/共128页集成电路中典型NPN型BJT的截面图第14页/共128页返回放大图隔离区埋层集电极黑板演示隔离区划分,并取其中一个小单元即如课件所示第15页/共128页§2.2晶体管的放大机理下一节：晶体管的直流伏安特性2.晶体管的放大机理2.3描述晶体管电流传输作用和放大性能的参数2.1晶体管的电流传输作用2.2晶体管端电流的组成2.4晶体管的放大能力back第16页/共128页即：以NPN共基组态电路且管子处于放大区的情况为例进行学习。(下图)§2.2.1晶体管的电流传输作用2.1晶体管的电流传输作用三点说明：1.NPN、PNP，以NPN为例2.晶体管三种基本电路组态，共基、共射、共集，以共基为例3.晶体管有四种工作状态，放大、截止、反向运用、饱和，以放大区为例****共基极共射极共集极在黑板上分别解释这几种工作状态—从结的偏置的角度—四象限划分第17页/共128页电流传输放大图少子分布放大图下页进行讨论:(1、2、3、4)第18页/共128页.在E区与从B区反向注入的空穴的复合损失.在B区与空穴的复合损失.E势垒区复合.表面复合讨论:(1、2、3、4).E结对C结（画图分析）.C结对E结1、E、C结的相互关系3.电子在传输过程中的损失－IPE2.NPN管中电流的传输过程：第19页/共128页back4.基区宽度对晶体管特性的影响现在实际器件的WB可以做到0.3微米左右第20页/共128页IEIBICInEIVBICBO晶体管电流传输示意图InCIpE浓度分布下页对晶体管的电流传输进行简单的讨论总结返回电流传输放大图第21页/共128页返回－晶体管电流传输示意图返回放大图第22页/共128页共基极连接共射极连接RLRL共集电极连接RLRL返回第23页/共128页§2.2.2晶体管端电流的组成2.2晶体管端电流的组成back第24页/共128页共基极直流电流增益：从发射极输入电流中有多大比例传输到集电极。§2.2.3描述晶体管电流传输作用和放大性能的参数2.3描述晶体管电流传输作用和放大性能的参数2.共射极直流电流增益：发射极电流中传输到集电极部分与传输过程中损失部分的比值。第25页/共128页3.发射效率：从发射区注入到基区的电子流与发射极总电流之比。4.基区输运系数：到达集电结的电子数与由发射结注入到基区的电子数之比。第26页/共128页提高直流电流增益的一般原则：尽可能的减少输运过程中的损失。back讨论第27页/共128页ViPiV0P0GVGP§2.2.4晶体管的放大能力2.4晶体管的放大能力back第28页/共128页3.1均匀基区晶体管的伏安特性§2.3晶体管的直流伏安特性下一节：直流电流增益3.晶体管的直流伏安特性back本节内容：3.2缓变基区晶体管有源放大区的伏安特性第29页/共128页§2.3.1均匀基区晶体管的伏安特性3.1均匀基区晶体管的伏安特性均匀基区晶体管---合金管为了分析问题的方便，先作几点假设－下页第30页/共128页6.满足小注入条件几点基本假设：1.E、B、C杂质均匀分布，E结C结都是突变结2.E结C结为平行平面结，其面积相同，电流垂直结平面流动。3.外加电压全部加在空间电荷区，势垒区外没有电场4.E区C区长度远大于少子扩散长度，少子浓度按指数规律衰减5.势垒区宽度远小于少子扩散长度，势垒复合及势垒产生均可以忽略7.不考虑基区表面复合的影响；WB为常数。*******第31页/共128页分析过程(均匀基区)：缓变基区晶体管的直流伏安特性3.由这些电流分量得出晶体管的伏安特性方程1.由连续性方程求出各区(基区、发射区、集电区)少子分布2.从电流密度方程导出晶体管内部流动的各电流分量(基区、发射区、集电区)第32页/共128页基区back**基区少子分布(表达式)*72基区很窄时，可近似为由连续性方程求各区的少子分布函数0第33页/共128页back发射区发射区少子分布(表达式)*74*0第34页/共128页集电区集电区少子分布(表达式)*75*以上求出了三个区的少子分布函数，接下来就利用电流密度方程得出各个电流分量的大小*back0第35页/共128页基区**基区电子电流(表达式)书本76页有详细推导，同学自己看0第36页/共128页back***以上是基区的电流分量，接下来看发射区的电流分量

时上式同样可以利用下面近似关系进行近似**第37页/共128页发射区**发射区空穴电流(表达式)书本77页有详细推导，同学自己看0第38页/共128页从基区注入到发射区的空穴电流分量back以上是发射区的电流分量，接下来看集电区的电流分量第39页/共128页集电区**集电区空穴电流(表达式)0第40页/共128页集电区的空穴电流分量back以上是集电区的电流分量，三个区的电流分量都求出来了第41页/共128页均匀基区晶体管的伏安特性方程:

可见,通过每个结的电流不是只与该结上偏压有关系,同时还与另一个结上的偏压有关,这表明了发射结和集电结的相互作用.返回本节末*第42页/共128页

均匀基区晶体管的直流伏安特性到此就分析完了,其重点是要求大家掌握这个分析方法和结论晶体管的伏安特性方程连续性方程少子分布电流密度方程少子电流分量back第43页/共128页

由于工艺上的原因，相对均匀基区管，缓变基区管三个区的杂质呈非均匀分布，所以其伏安特性和均匀基区管也有很大差别§2.3.2缓变基区晶体管有源放大区的伏安特性3.2缓变基区晶体管有源放大区的伏安特性1淡紫色浅青绿色青色橙色

为什么呢？原因如下，具体见后面的分析**返回发射区自建电场返回集电区自建电场自建电场杂质的非均匀分布伏安特性*第44页/共128页基区自建电场1）其形成机理2）自建电场的求解自建电场杂质的非均匀分布伏安特性缓变基区晶体管伏安特性的求解方法：下页**

自建电场在基区、发射区的影响非常大，下面我们先就基区自建电场的情况进行一下具体的分析，分析过程：自建电场的形成及求解考虑了自建电场的影响后其伏安特性第45页/共128页2)近似方法求解:忽略少子在基区输运过程中的损失。详细如下：back1)用连续性方程精确求解

用连续性方程带来的问题缓变基区晶体管伏安特性的求解方法：**缓变基区和均匀基区晶体管的伏安特性的异同点分析－同学自己分析*第46页/共128页加速场阻滞场（忽略）发射区自建电场，返回集电区仍为均匀杂质分布EBCback自建电场形成动画*第47页/共128页动态平衡时，基区中多子J扩和J漂大小相等，方向相反，净空穴电流密度为0。由此得b.室温下杂质完全电离，并且为了维持基区电中性，基区多子分布和杂质分布相同2）自建电场的求解第48页/共128页c.将基区杂质近似为指数分布。分析：①采用指数近似后，自建电场变为常数②它将加速基区少子在基区运输，使复合减少，因此其电流增益和频率特性相对优越。于是有back*第49页/共128页连续性方程均匀基区晶体管基区电子的连续性方程考虑自建电场的缓变管基区电子的连续性方程back第50页/共128页基区电子电流将乘上式两端，并从到积分，得求积分基区第51页/共128页求积分淡紫色浅青绿色青色橙色忽略基区复合时是常数，以表示，则看图：求积分基区第52页/共128页

以上求的是基区的少子电流，我们可以用同样的办法求发射区的少子电流，如下：基区第53页/共128页发射区也存在一个自建电场，记做

于是得到发射区少子电流如下：下面看看缓变基区晶体管集电区的情况发射区近似第54页/共128页

由于缓变基区晶体管集电区的杂质分布仍为均匀分布（如图），所以缓变基区晶体管集电区的少子电流表达式和均匀基区晶体管集电区的少子电流表达式一样，即近似集电区第55页/共128页

以上我们得到了缓变基区晶体管各区的少子电流分量：，从而我们就可以得到其直流伏安特性方程如下：晶体管的直流伏安特性到此就全部得到了！back注意，上式仅实用于在放大态的管子第56页/共128页§2.4直流电流增益学习任务：将晶体管的直流电流增益与其结构、材料及工艺参数联系起来，从而找到提高增益的各种措施。方法：从讨论理想管入手进而对实际晶体管进行分析。理想晶体管和实际管的区别？发射区重掺杂的影响：发射结势垒区复合的影响表面复合的影响基区宽变效应4、双极晶体管的电流增益第57页/共128页.实际晶体管－－影响直流增益的一些因素（共四点）back2）缓变基区3）提高增益的方法接下来我们来开始分析.理想晶体管的直流增益：（分三步）1）均匀基区第58页/共128页讨论均匀基区晶体管增益的方法如下：发射效率基区输运系数

直流电流增益先利用前面得到的电流分量的表达式先分析发射效率和基区输运系数和器件结构的关系，再讨论电流增益。如下页所示第59页/共128页均匀基区晶体管的增益①②近似back**发射效率基区输运系数

直流电流增益第60页/共128页讨论均匀缓变基区晶体管增益的方法如下：发射效率基区输运系数

直流电流增益先利用前面得到的电流分量的表达式先分析发射效率和基区输运系数和器件结构的关系，再讨论电流增益。如下页所示第61页/共128页back缓变基区晶体管的增益发射效率基区输运系数

直流电流增益***第62页/共128页求基区电子的复合率基区复合电流认为此时基区电子指数分布back可得基区复合电流缓变基区的情况第63页/共128页求基区电子的复合率基区复合电流认为此时基区电子线性分布back可得基区复合电流均匀基区的情况第64页/共128页②

减小基区宽度3）提高增益的方法①

提高发射区与基区掺杂浓度比。**

发射区掺杂浓度一般比基区高两个数量级。 在实际工艺中，我们可以通过提高发射区掺杂水平或降低基区掺杂水平来实现，但是发射区掺杂不能超过杂质在半导体材料中的固溶度，同时，基区掺杂过低也会使器件的基区电阻变大，导致其功率增益下降，噪声系数上升，大电流特性变坏。

主要受工艺水平和基区穿通电压的限制。第65页/共128页back③

提高基区电场因子④

提高基区载流子寿命和迁移率**

即增大基区的杂质浓度梯度，增大基区两侧的杂质浓度之比。 主要目的是增大基区的加速场，使基区输运系数变大。第66页/共128页2）发射区重掺杂的影响：2.4.2影响直流增益的一些因素back.实际晶体管－－影响直流增益的一些因素1）发射结势垒区复合的影响3）表面复合的影响(见下页图2-19)4）基区宽变效应带隙变窄效应俄歇效应以晶体管在有源放大区为例，解释基区宽变效应的形成定量分析不作要求第67页/共128页IEIBICInEIpEIVBICBOInCIrE考虑IrE之前考虑IrE之后考虑发射结势垒区复合的时候，示意图如下1）发射结势垒区复合的影响不考虑发射结势垒区复合的时候***98第68页/共128页图2-16很好的说明了IrE对管子增益的影响，如下电流增益随工作电流的变化关系2.随着工作电流增大，的影响逐渐减小，使发射效率增加，电流增益变大；1.工作电流较小时，变得与可比拟，故减小导致明显下降；3.高电流时由于大注入效应的发生，电流增益下降。back第69页/共128页2）发射区重掺杂的影响：带隙变窄效应思考1：重掺杂时带隙为什么变窄？发射区重掺杂以提高发射效率*101思考2：带隙变化和晶体管增益的关系？

由固体电子学的知识分析非简并半导体和简并半导体中状态密度和能量的关系图即可。第70页/共128页轻掺杂时主要原因：带隙变窄引起ni发生改变重掺杂时定性分析如下：对重掺杂Si

back思考2：带隙变化和晶体管增益的关系？由公式可得*101第71页/共128页back第72页/共128页俄歇复合的寿命为俄歇效应2）发射区重掺杂的影响：

什么是俄歇复合？G俄歇复合系数掺杂很高时**考虑了俄歇复合时，发射区空穴寿命表达式为：

前面说了，载流子在管内传输时要发生复合，这个体内复合主要是间接复合(SHR复合)，此时发射区空穴寿命表达式为：第73页/共128页back俄歇复合与增益的关系可用以下关系图描述：第74页/共128页3）表面复合的影响3）表面复合的影响(见下页图2-19)具体分析如下页第75页/共128页

显然，考虑了基区表面复合时，基区输运系数会下降。没有考虑表面复合时基区输运系数如下：考虑表面复合时基区输运系数如下：第76页/共128页

为了减小表面复合的影响，应注意表面清洁，减少表面复合中心基区表面复合电流密度back传输系数基区表面复合电流｛第77页/共128页*4）基区宽变效应

形成过程基区宽度变化会引起增益怎样的变化？（定性的分析）4）基区宽变效应

对电流增益影响的详细讨论例如在放大状态下（画图分析）

此效应使得晶体管的电流增益随外加电压变化而变化，降低了放大性能的线性度，使信号失真。第78页/共128页b.基区宽变效应在管子特性曲线上的体现。见下页图（借助此图我们可对其进行定量的分析）*黑板上画图对比分析厄利电压？*106第79页/共128页设基极电流IB，集电极电压VCE，有宽变效应时集电极电流为IC，没有时为，则有宽变效应时电流放大系数为：没有时为：从图中的几何关系上可得等式两边除以IB，可得两边对VCE微分 变形得在黑板上记下此式，分别求下面两项第80页/共128页1）求已知令发射效率为1，则所以2）求由对合金管在黑板上记下此式第81页/共128页所以对合金管对缓变基区，如果认为集电结为为线性缓变结则此时基区宽变因子于是可以得到厄利电压｛back第82页/共128页反向直流参数和基极电阻5、反向直流参数及基极电阻

晶体管的反向直流参数主要是指反向截止电流和反向击穿电压，在晶体管的研制和使用中，这是基本的参数。反向截止电流不受信号控制，增加了器件的空载功耗，对放大没有贡献，所以越小越好。反向击穿电压反映了器件可外加电源电压的高低，也意味着输出电流及输出功率的大小，要尽可能高一些。基极电阻也是晶体管的重要参数之一，它增加了器件本身的功率损耗，影响器件的功率特性、噪声特性。5.1反向截止电流5.2击穿电压和安全工作区back5.3基极电阻第83页/共128页*

a、ICBO

定义；测试电路

b、IEBO

和ICBO情况类似。通常要求不高。

1.反向电流ICBO、IEBO、ICEOSi管主要是产生电流。晶体管对ICBO的要求较高，它直接关系到ICEO的大小。要减小它，就要尽量减小材料复合中心。

*5.1反向截止电流第84页/共128页

c、ICEO.定义测试电路.电流的形成第85页/共128页.和ICBO的关系第86页/共128页

讨论：（不过这里的增益是集电极电流为ICEO时的增益，比正常条件下的增益小得多）可见，要减小ICEO：

注意：ICBOIEBO是温度的灵敏函数。

一、是要减小ICBO，

二、是电流增益不要太大。****back第87页/共128页5.2击穿电压*****a、BVCBO

决定因素：一般由集电极雪崩击穿电压决定；定义；b、BVEBO硬、软击穿。见右图：和BVCBO类似。在晶体管中对其要求比较低，一般其大于4V即可。所以在设计中多不作考虑。乙甲5.2击穿电压和安全工作区第88页/共128页**c、BVCEO※

定义※

BVCEO和BVCBO的关系—下页*※

测试电路画在黑板上进行说明第89页/共128页****集电结没有发生雪崩倍增时，有以下关系集电结发生雪崩倍增时，有以下关系*

可见：BVCEO<BVCBO由经验公式－下页这是前面推导出来的关系式※

BVCEO和BVCBO的关系—下页显然当时，电流趋向无穷大，发生击穿第90页/共128页

两者之间数值上的关系可以由经验公式得到由经验公式n为常数，当集电结低掺杂N型：硅管4锗管3

当集电结低掺杂P型：硅管2锗管6下页讨论其安全工作区第91页/共128页(1)集电极最大允许电流ICM(2)集电极最大允许功率损耗PCM

PCM=ICVCE

其安全工作区由器件的极限参数决定BJT的安全工作区(3)击穿电压back第92页/共128页5.3基极电阻

下面以梳状管、圆形管为例，具体的分析基极电阻与哪些因素有关，并介绍其计算方法。

所以在设计和制造中，应尽可能的减小其基极电阻。BJT的基极电阻是表征其性能好坏的一个重要参数。其主要由基区体电阻和接触电阻组成，其大小主要决定于管子的结构尺寸及基区电阻率。

基极电阻对BJT的功率特性、频率特性、噪声系数等都有着重要的影响****第93页/共128页.梳状晶体管

先看看梳状晶体管的制造过程和结构：*平面图剖面图*121下页标注N+NP第94页/共128页.梳状晶体管我们考虑梳状晶体管一个单元：*平面图剖面图*121N+NP下页提出其一个单元的后的图第95页/共128页

可以分为以下四个部分：*122其一个单元的图a、E区正下方的电阻b、E区边界与B极边界之间的电阻c、基极金属条下方的电阻d、基极金属电极与半导体欧姆接触的电阻为了算出电阻，先看看基极电流在基区的流动情况下页返回定义参数第96页/共128页*122基极电流在基区的流动情况由右上图可见：a、基极电流是一股横向电流b、基极电流是多子电流。对npn管是空穴电流c、基极电流在发射区下方区域是不均匀的，它向发射区中心流动过程中是不断减小的。由于基极电流流动过程中不断有空穴注入到发射区，还有部分空穴不断和注入到基区的电子复合。下面分别计算各部分的基极电阻的大小：第97页/共128页***（1）E区正下方的电阻rb1*123标注见讲稿求解时看右图：由于基极电流在流动过程中是个变量，不能采用通常的方法计算，这里我们通过等效功率来求解：方法如下下面求解rb2计算前定义几个参数第98页/共128页（2）E区边界与B极边界之间的电阻rb2*124通过这一部分基区的基极电流不变，若假设在垂直电流流动方向的截面上电流均匀分布，可直接写出其电阻值：下面求解rb3第99页/共128页（3）基极金属条下方的电阻rb3*124和求解rb1的方法一样在这个区域，电流密度沿蓝色箭头的方向减小，也可以认为是一个线性分布。下面求解rCON第100页/共128页（4）基极金属电极与半导体欧姆接触的电阻rCON*124直接求解：于是可以得到梳状晶体管半个小单元的电阻值如下页所示第101页/共128页*从上式可见，减小基极电阻的主要途径是：①从设计上，尽量减小发射极条、基极条的宽长比，发射极与基极间距尽可能小，增加发射极条数③做好欧姆接触，减小基极金属条与半导体的接触电阻②从工艺上，尽量提高基区掺杂浓度，以减小基区电阻率或方块电阻。但是这与提高发射效率矛盾，要综合考虑下页是圆形晶体管的模型第102页/共128页基极电阻到此为止

圆形晶体管和前面梳状晶体管的情况类似，有兴趣同学可自己分析硅片表面硅片外延层硅片衬底back第103页/共128页特性曲线和E-M模型back6、特性曲线和晶体管E-M模型6.1特性曲线6.2晶体管E-M模型第104页/共128页6.1特性曲线back

特性曲线能够直观的表示出晶体管的直流特性，从其特性曲线上我们可以得到晶体管的一些直流参数，例如直流增益等－共基极接法共射极接法共集极接法A、输入特性曲线B、输出特性曲线

特性曲线的种类：**晶体管特性图示仪第105页/共128页A、输入特性曲线扫描刘刚书105页图共基极连接共射极连接RLRL*128IB/mAVBE/mA204060801000.20.40.60.81.0VCE=0VVCE=3VVCB=10VVCB=5VVCB=0VVBE/mAIE/mA0.20.40.60.81.0246810第106页/共128页a共基极输入特性曲线（VBC一定时

IE~VBE）

与单独PN结区别：随着VBC增大，IE增加更快。这是基区宽变效应引起。b共射极输入特性曲线（VCE一定时

IB~VBE）注意，如VBE=0，当VCE＝0和VCE≠0两种情况下IB的值有区别。backIB/mAVBE/mA204060801000.20.40.60.81.0VCE=0VVCE=3VVCB=10VVCB=5VVCB=0VVBE/mAIE/mA0.20.40.60.81.0246810第107页/共128页b共射极输出特性曲线（IB一定时IC~VCE

）注意IC随IB的变化：当IB=0时，IC＝ICEO

当IB增大时，IC按照βIB的规律增大

注意IC随VCE的变化（基区宽变效应使曲线倾斜）B、输出特性曲线a共基极输出特性曲线（IE一定时

IC~VCB）注意IC随IE的变化：当IE=0时，IC＝ICBO

当IE增大时,IC按照αIE的规律增加*124第108页/共128页b共射极直流电流增益a共基极直流电流增益

※输出特性曲线与晶体管的参数：第109页/共128页ⅲ共射曲线在VCE下降为零之前，IC已开始下降，而共基曲线在VCB为负值时才开始下降。※两种组态输出特性的比较：ⅰIC随IB变化较快，这是由于共射极电流增益远大于共基极电流增益

共同点：输入电流一定时，输出电流基本不变，即晶体管是一种电流控制器件。

不同点ⅱ共射极输出特性曲线上翘，而共基的基本保持水平，这是由于基区宽变效应对共射极电流增益的影响比较大第110页/共128页从电流关系讨论BJT的放大态和饱和态：※晶体管的电流关系与工作状态

什么是BJT的放大态，什么是饱和态？

临界饱和：

临界饱和驱动电路IBS

过驱动电流IBX=IB-IBS

饱和深度（过驱动因子）S=IB/IBS*****放大态和饱和态在输出特性曲线上的体现见下页IC=ICS第111页/共128页

晶体管四种工作状态：※晶体管的输出特性曲线与工作状态：以共射极为例饱和区截止区back第112页/共128页6.2晶体管E-M模型

假如我们进行电路模拟，就必须先建立电路各元器件的模型。晶体管模型的意义：用于计算机分析（CAA）和计算机辅助设计（CAD）中使用。

元器件的模型不唯一；

元器件的模型的精度越高，模型本身就越复杂，所要求的模型参数个数越多；

对于一般的电路分析，特别是大规模的电路，尽可能采用能满足一定精度的简单模型。先回顾一下我们熟悉的二极管的模型：下页第113页/共128页A电压源二极管直流模型二极管小信号模型AKrSgdCdrSVDIDrS是接触电阻和大注入时等效电阻超大规模集成电路设计

所以原则上讲，如何构造器件的模型有一定的任意性。因此，在不同的应用场合，为了电路分析的方便，晶体管有不同的模型：我们来看*第114页/共128页*

对晶体管而言，也有很多一些模型，在这里我们主要讨论一下E－M模型（非线性直流模型），其参数能较好的反映物理本质且易于测量，所以便于理解和使用。下面我们来看一下这个模型。第115页/共128页E－M模型：

由本章前面的分析可知，发射极电流、集电极电流