半导体器件物理 课件 第2章 双极晶体管

半导体器件物理第二章双极晶体管2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.2BJT直流电流放大特性2.3BJT频率特性参数2.4BJT功率特性2.5BJT开关特性2.6异质结双极晶体管2.7BJT模型与模型参数2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点2.1.2BJT中电流传输过程2.1.3BJT的直流电流放大系数2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数“双极晶体管”（BipolarJunctionTransistor，缩写为BJT）指电子和空穴这两种极性载流子都参与电流输运的晶体管。2.1.1BJT结构特点一、

平面工艺BJT结构特点1BJT结构与代表符号BJT由两个背靠背的PN结构成，因此存在P-N-P和N-P-N两种构成方式，分别称为NPN和PNP晶体管。在电子线路中采用两种不同·的·晶体管电路符号2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点BJT

包含三个掺杂区（发射区、基区和集电区）和两个PN结（发射结和集电结）。说明：发射区和发射极的英文名称均为emitter，基区和基极的英文名称均为base，集电区和集电极的英文名称均为collector。一、

平面工艺BJT结构特点1BJT结构与代表符号2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点分析时PNP和NPN双极型晶体管采用统一的直流端电流和电压名称和极性。一、

平面工艺BJT结构特点1BJT结构与代表符号根据电路原理IE=IB+ICVEB+VBC+VCE=0如果晶体管电流中的两个或电压中的两个是已知的，则通过上式就能确定第三个端电流或端电压2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点①基区宽度WB远小于基区少子扩散长度LB，即WB<<LB②NE>>NB>>NC。其中NE、NB、NC分别是发射区、基区和集电区的掺杂浓度。因此有时又将NPN晶体管表示为N+PN-。说明：为了保证晶体管具有一定的电流放大系数，发射区掺杂浓度NE必须远大于基区掺杂浓度NB，但是并不要求NB必须远大于集电区掺杂浓度NC。只是平面工艺制作的BJT实际上NB>>NC。一、

平面工艺BJT结构特点2BJT的结构特点2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点影响BJT特性的主要因素是基区中少数载流子的输运。由于电子扩散系数比空穴高，使得NPN晶体管特性优于PNP晶体管，因此集成电路设计中尽量采用NPN晶体管。此外，双极集成电路的基本工艺流程是针对NPN晶体管设计的，在形成NPN晶体管的同时生成PNP晶体管，因此双极集成电路中NPN晶体管特性明显优于PNP。一、

平面工艺BJT结构特点3集成电路（IntegratedCircuit，IC）中的BJT2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点采用平面工艺进行两次选择性掺杂就可以形成BJT。图中标识了起“晶体管作用”的N+PN-结构。分析BJT特性时，为了突出主要物理过程，只考虑一维情况。取发射区表面处为坐标原点，从表面垂直向下为x方向。二、

平面工艺集成电路中BJT结构和杂质分布1平面工艺IC中的实际BJT结构2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点通常三个区域的杂质浓度依次相差两个数量级。集电区杂质浓度最低，但是为均匀分布。基区和发射区杂质均为缓变分布，因此称为缓变基区晶体管。NB(x)=NC处为基区掺杂结深，记为xjc。NB(x)=NE(x)处为发射区掺杂结深，记为xje。Xjc与xje之差就是基区宽度WB0二、

平面工艺集成电路中BJT结构和杂质分布2BJT内部杂质分布（实例）2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点BJT包含两个PN结，每个PN结又可以处于正偏和反偏，因此BJT一共有四种偏置状态。①正向放大状态：对应发射结正偏、集电结反偏。②反向放大状态：对应发射结反偏、集电结正偏。③饱和状态：对应发射结和集电结均为正偏。④截止状态：对应发射结和集电结均为反偏。放大电路中主要采用正向放大。开关工作过程涉及截止、饱和两种状态。三、

BJT的四种偏置状态2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.1BJT结构特点在电路应用中，按照BJT中选用那个引出端作为公共端，主要有三种输入、输出组合方式：四、

BJT的三种连接方式①共基极连接方式(Common-base)：将b极作为公共端，e极为输入，c极为输出。②共射极连接方式(Common-emitter)：将e极作为公共端，b极为输入，c极为输出。③共集电极连接方式(Common-collector)：将c极作为公共端，b极为输入，e极为输出。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.2BJT中电流传输过程电压符号下标两个字母描述该电压极性为下标第一个字母代表的电极与第二个字母代表的电极之间的电压。例如VBE代表基极相对发射极之间的电压。一、电压极性以及电流方向约定对正向放大偏置NPN晶体管，VBE>0，发射结正偏；VCB>0，集电结反偏。按图示电流方向，IE、IB、IC均大于0，且IE=(IB+IC)2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.2BJT中电流传输过程二、电流传输过程1.阶段一：发射区向基区注入BE结正偏，发射区将向基区注入（或称为“发射”)电子，形成电流Ine。同时基区向发射区注入空穴，形成Ipe。说明：箭头方向表示为载流子运动方向电子电流方向与电子流方向相反。箭头宽度描述电流大小。显然：

IE＝Ine＋Ipe

2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.2BJT中电流传输过程二、电流传输过程2.阶段二：基区少子输运

注入到基区的电子是基区中的少子电子注入基区后以扩散方式通过基区在通过基区的过程中被复合掉一部分，与到达BC结基区一侧的少子电子相应的电流记为InC显然：

IE＝Ine＋Ipe

电子扩散到达基区靠集电结一侧的边界时，立即被反偏集电结中的强电场扫至集电区，成为集电极电流。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.2BJT中电流传输过程二、电流传输过程2.阶段二：基区少子输运在基区中被复合掉的电流IRB就是InE之与InC之差。为了使晶体管有较大的电流放大能力，基区宽度WB必须比非平衡少子在基区的扩散长度小得多，使得在基区的复合的电子就很少，即Irb很小，大部分均能扩散通过基区，到达集电结。显然：

IE＝Ine＋Ipe

2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.2BJT中电流传输过程二、电流传输过程3.反偏集电结电流在反偏的集电结，有一个反向饱和电流ICBO从集电极流向基极。总的集电极电流为：

IC＝Inc＋ICBOICBO的方向与IB相反，因此基极电流IB为

IB＝Ipe＋Irb-ICBO显然：

IE＝Ine＋Ipe

2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.2BJT中电流传输过程三、BJT端电流的分量组成

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBO其中Irb＝Ine-Inc显然有IE＝IB＋IC注意：只要发射结结正偏，集电结结反偏，无论晶体管是共基极连接还是共射极连接，上述端电流的组成关系均成立。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数输入总电流IE中只有Inc传输到达集电结成为输出电流。因此将Inc与IE之比称为BJT输入到输出的电流传输效率α0又称为共基极直流电流放大系数。

α0=Inc/IE

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBOIE＝IB＋IC1.BJT输入到输出的电流传输效率2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数

α0=Inc/IE从放大角度考虑，希望α0越大越好。但是，显然α0<1。设计良好的BJT，α0大于0.99。说明：α0另一种定义方式为：α0=IC/IE

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBOIE＝IB＋IC1.BJT输入到输出的电流传输效率由于IC与Inc只相差一个很小的ICBO因此对α0计算结果几乎没有影响。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数

α0=Inc/IEIC=Inc+ICBO=α0IE+ICBO输出端电流IC包括两部分：从输入端电流IE传输到输出端的α0IE以及流过反偏集电结（即集电结）输出端的反向饱和电流ICBO

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBOIE＝IB＋IC2.输出端电流的组成2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数

α0=Inc/IEIC=Inc+ICBO=α0IE+ICBO对于共基极情况，若输入端开路（Open），则IE=0，得IC=ICBO因此ICBO是输入端开路情况下流过输出端CB间的电流这也是ICBO的下标三个字母CBO的含义

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBOIE＝IB＋IC3.电流ICBO的含义2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBOIE＝IB＋IC4.中间变量记为其中2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数4.中间变量(1)注入效率（发射效率）γ0γ0表示注入到基区的电流分量Ine在发射极总电流IE中所占的比例。希望γ0越大越好，但是γ0小于1。要增大γ0，应该使Ipe≪Ine，就需要保证发射区的掺杂浓度比基区的掺杂浓度高得多。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数一、共基极直流电流放大系数4.中间变量(2)基区输运系数αT0αT0描述了传输到集电结的电子电流在注入到基区的电流分量Ine有中所占的比例。希望αT0越大越好，但是αT0小于1。要增大αT0，应该使Irb≪Ine，就需要保证晶体管基区宽度比基区少子扩散长度小得多。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数二、共射极直流电流放大系数放大电路中，晶体管通常采用共射极连接方式。共e连接情况下，VBE使得晶体管发射结为正偏。输出端C与公共端E之间偏置电压VCE>0，通常明显大于VBE。则VCB=(VCE-VBE)>0，使得集电结处于反偏。因此晶体管内部还是处于正向放大偏置状态。采用共b极描述的晶体管内部电流传输物理过程以及相应的端电流组成关系式都是成立的。

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBOIE＝IB＋IC2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数二、共射极直流电流放大系数IE＝IB＋IC1.电流IC和IB关系分析

IE＝Ine＋Ipe

IC＝Inc＋ICBO

IB＝Ipe＋Irb-ICBO由IC＝α0IE＋ICBO＝α0(IC＋IB)＋ICBO得记为

IC＝β0IB＋ICEO式中：

β0＝[α0/(1-α0)]

ICEO＝[1/(1-α0)]ICBO

2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数二、共射极直流电流放大系数IE＝IB＋IC2.β0的含义

IE＝Ine＋IpeIC＝Inc＋ICBOIB＝Ipe＋Irb-ICBO由β0描述了发射极电流IE中传输到输出端的那部分电流Inc与不能传输到输出端而成为IB电流的那部分电流(Ipe+Irb)之比因此β0称为共射极直流电流放大系数。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数二、共射极直流电流放大系数IE＝IB＋IC2.β0的含义

IE＝Ine＋IpeIC＝Inc＋ICBOIB＝Ipe＋Irb-ICBO虽然α0小于1，但是对于设计和制造良好的晶体管，α0非常接近1，因此β0一般比1大得多。实际BJT，α0一般大于0.99，β0超过100。有特殊要求的超β晶体管，β0可能达到1000以上。2.1BJT载流子输运过程与电流放大系数2.1.3BJT的直流电流放大系数二、共射极直流电流放大系数IE＝IB＋IC3.ICEO的含义

IE＝Ine＋IpeIC＝Inc＋ICBOIB＝Ipe＋Irb-ICBO由IC＝β0IB＋ICEO，ICEO是IB=0，即输入端B极开路（Open）情况下流过输出端（即CE之间）的电流这也是下标三个字母CEO表达的含义。又有ICEO＝[1/(1-α0)]ICBO＝(1＋β0)ICBO，

即ICEO比ICBO大得多。ICEO＝[1/(1-α0)]ICBO

2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析2.2.2电流放大系数简便分析方法2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数2.2.4BJT直流放大特性讨论2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降2.2.7大注入效应与大电流下β0下降2.2.8发射区过重掺杂对β0的影响2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析一、理想BJT直流电流放大系数定量分析思路1.理想BJT条件理想BJT条件就是理想PN结的四个条件再加上BJT的一个条件，基区宽度远小于基区少子扩散长度：WB<<LB。说明：从器件工作原理考虑，并不要求发射区宽度远小于发射区少子扩散长度。由于WB=xjC-xjE，从实际工艺波动影响考虑，如果使得xjE≈WB，有利于精细控制WB平面工艺BJT的xjE就是发射区的宽度WE，因此实际平面工艺BJT中WE和WB差不多或者说实际定平面工艺BJT中发射区宽度也远小于发射区少子扩散长度：WE<<LE。2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析一、理想BJT直流电流放大系数定量分析思路2.坐标系定量分析中发射区、基区、集电区分别采用各自的坐标系，其中WB、WE和WC分别是基区、发射区和集电区的范围。理想BJT要求WB<<LB，实际采用平面工艺BJT中，WE<<LE，定量分析中通常取WC>>LC。其中LE、LB和LC分别是发射区、基区和集电区的少子扩散长度。无论那种连接方式，对NPN晶体管，只要VBE>0保证发射结正偏，VCB>0保证集电结反偏，BJT就工作于正向放大状态。2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析一、理想BJT直流电流放大系数定量分析思路3.分析思路和计算步骤由为了定量分析电流放大系数α0，需要求三个电流：N型发射区靠发射结势垒区边界处少子空穴电流Ipe(x’=0)P型基区靠发射结势垒区边界处的少子电子电流Ine(x=0)以及P型基区靠集电结势垒区边界处的少子电子电流Inc(x=WB)

计算势垒区边界处少子电流的方法和步骤与PN结情况相同。2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析一、理想BJT直流电流放大系数定量分析思路3.分析思路和计算步骤BJT直流电流放大系数计算步骤：步骤一：在每个区建立数学模型，包括少子连续性方程以及边界条件；步骤二：求解少子连续性方程，得到少子分布；步骤三：根据少子分布计算少子扩散电流分布，并计算势垒区边界处少子电流；步骤四：计算电流放大系数，包括将注入效率γ0、基区输运系数αT0、共基极电流放大系数α0、以及共射极电流放大系数β0。2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析二、耗尽区边界处少子扩散电流Ipe、Ine和Inc耗尽区边界处少子扩散电流计算方法与第1章PN结直流特性定量分析计算过程相同。结果可得：式中A为结面积。对理想一维情况，发射结面积和集电结面积相等。2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析三、计算注入效率γ0根据Ipe(x’=0)和Ine(x=0)表达式，并采用近似条件WB<<LB，以及BE正偏（VBE>0）得到的两个近似条件：得：平面工艺NJT，WB<<LB，WE<<LE，以及近似条件：若自变量y<<1，则th(y)≈y，得：1.基本表达式2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析三、计算注入效率γ0由和，得：记为：2.采用Gummel数描述的γ0表达式式中GB=NBWB和GE=NEWE分别为基区和发射区单位结面积对应的掺杂总数分别称为基区Gummel数和发射区的Gummel数。2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析三、计算注入效率γ0讨论：2.采用Gummel数描述的γ0表达式(1)为了使得注入效率γ0尽量趋于1，应该使GE>>GB，即要求NE>>NB因此BJT中发射区掺杂浓度应该比基区掺杂浓度高得多。(2)采用Gummel数描述的注入效率表达式同样适用于非均匀掺杂的BJT。需要采用积分计算Gummel数：GB=NBWB

GE=NEWE2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析四、计算基区输运系数αT0正偏情况下，根据理想BJT条件WB<<LB，以及近似条件：若自变量y<<1，则cosh(y)≈1+(1/2)y2为了使基区输运系数αT0尽量趋于1，BJT的中基区宽度必须比基区少子扩散长度小得多。得：得：2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析五、计算共基极电流放大系数α0可近似为：2.2BJT直流电流放大特性2.2.1理想BJT直流电流放大系数定量分析六、计算共射极电流放大系数β0实际晶体管α0通常大于0.99，因此：得：计算实例：若要求β0达到不小于99，则α0应不小于0.99。由于由于α0=γ0αT0，根据水桶原理，为了保证乘积达到0.99，最“经济”的方法是取γ0≈αT0=0.995为了γ0达到0.995，则要求GE/GB≥198，即要求发射区重掺杂，保证GE达到GB的200倍。为了αT0达到0.995，要求WB/LB≤0.1，即要求基区很薄，WB不能大于LB的十分之一。γ02.2BJT直流电流放大特性2.2.2电流放大系数简便分析方法一、“简便分析”中采用的基本结论“简便分析”不但方法简单，而且思路和物理含义更加清晰。(1)由于晶体管WB<<LB，因此基区少子复合可以忽略不计，基区中少子电流可近似为常数。(2)对均匀掺杂基区，基区少子电流为扩散电流。少子电流基本为常数，即基区少子分布斜率基本为常数，因此基区少子电子分布nB(x)基本为斜直线。同样，实际晶体管的发射区宽度远小于发射区少子扩散系数，因此发射区少子空穴分布也基本为斜直线2.2BJT直流电流放大特性2.2.2电流放大系数简便分析方法二、“简便分析”方法应用一：αT0的简化分析需要求解基区x=0处少子电流Jne以及基区少子复合电流Jrb。(1)Jne的简便计算基区少子电子分布nB(x)为斜直线，斜率为nB(0)/WB，因此2.2BJT直流电流放大特性2.2.2电流放大系数简便分析方法二、“简便分析”方法应用一：αT0的简化分析(2)Jrb的简便计算(3)αT0计算2.2BJT直流电流放大特性2.2.2电流放大系数简便分析方法三、“简便分析”方法应用二：

γ0的简化分析需要求解基区x=0处少子电子电流密度Jne以及发射区x'=0处少子空穴电流密度Jpe(1)Jne的简便计算：(2)Jpe的简便计算：实际BJT中WE<<LE，发射区少子空穴分布可近似为直线(3)γ0的计算2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数一、缓变基区BJT的基区自建电场1基区自建电场的形成过程基区掺杂NB(x)不均匀→基区平衡多子分布pB0(x)不均匀

→空穴从x=0沿x方向扩散→基区x=0附近pB0(x)小于NB(x)→x=0附近出现未被中和的带负电荷（-Q）的离化受主杂质在x=WB附近出现了未被中和的带正电荷（+Q）的自子空穴

→产生电场E（称为自建场）

→使得空穴向x=0方向漂移

扩散和漂移作用达到平衡时，基区形成稳定的自建场。2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数一、缓变基区BJT的基区自建电场2.自建电场与基区杂质分布的关系基区多子空穴扩散和漂移作用平衡时，基区空穴电流为0解得：爱因斯坦关系：基区形成自建电场时，pB0(x)与NB(x)差别并不大，可以近似取pB0(x)≈NB(x)，得：2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数一、缓变基区BJT的基区自建电场3.自建电场与杂质分布关系的解读(1)基区杂质分布越陡峭，即dNB(x)/dx越大，多子空穴的扩散作用就越明显，基区中靠两个边界处积累的电荷就越多，产生的自建电场就越强。(2)基区杂质浓度NB(x)较高，多子空穴浓度pB0(x)就越高，只需要一个较低的自建场就能形成与扩散电流平衡的漂移电流。2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数二、基区自建电场对基区少子电流的影响

基区自建电场对于注入到基区的电子起加速作用，有利于电子通过基区到达集电区，减少在基区的复合，提高电流放大系。2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数三、缓变基区晶体管的电流放大系数均匀掺杂情况下采用Gummel数表示的注入效率表达式也适用于缓变基区BJT1.

注入效率2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数三、缓变基区晶体管的电流放大系数分析可得，对缓变基区，基区输运系数为2.基区输运系数式中参数λ≥2，反映基区自建电场加速作用对αT0的影响。对均匀掺杂基区，λ=2。基区掺杂浓度分布越陡峭，参数λ值越大。2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数三、缓变基区晶体管的电流放大系数由注入效率和基区输运系数表达式可得α0：3.共基极电流放大系数α0可近似为：2.2BJT直流电流放大特性2.2.3缓变基区BJT的电流放大系数三、缓变基区晶体管的电流放大系数由α0表达式得：4.共射极电流放大系数β0

实际晶体管α0通常大于0.99，因此：2.2BJT直流电流放大特性2.2.4BJT直流放大特性讨论一、提高BJT电流放大系数的主要途径在设计和制作晶体管过程中通常采取下述几条措施提高电流放大系数：①减少基区宽度WB，这是提高电流放大系数最有效的方法；②增加发射区掺杂浓度，减少基区掺杂浓度，提升“GE/GB”的比值；从工艺角度说，应该减小发射区方块电阻R□E，同时增大基区方块电阻R□B，使得R□E≪R□B；③使基区杂质分布尽量陡峭，增大基区杂质分布梯度，增大λ；④加强工艺控制，减少工艺缺陷，通过提高DB和τB增大LB。2.2BJT直流电流放大特性2.2.4BJT直流放大特性讨论二、理想BJT输出特性曲线的特点(1)截止区：由IC＝β0＋ICEO若IB＝0，输出端电流为IC＝ICEO。特性曲线上IB＝0下方区域称为截止区。(2)放大区：IB大于0，说明BE结正偏。随着IB的增加，IC随之增大。这一部分区域称为放大区。1.理想BJT输出特性曲线(3)饱和区：在VCE小于1V范围，IB增大到使得集电结成为正偏，称为饱和区。开关过程涉及饱和区和截止区，2.5节将详细分析相关物理过程。2.2BJT直流电流放大特性2.2.4BJT直流放大特性讨论二、理想BJT输出特性曲线的特点放大区IC＝β0IB＋ICEO理想晶体管β0为常数，与晶体管工作点电流、偏置电压无关①与同一个IB对应的特性曲线为水平线，输出端集电极电流IC与VCE无关。②在晶体管放大区，如果IB等间距增大，则输出特性曲线上各条曲线之间的间距应当相等。2.理想BJT输出特性曲线放大区特点2.2BJT直流电流放大特性2.2.4BJT直流放大特性讨论三、实际BJT输出特性曲线的特点，实际BJT的β0随着VCE增加而增大，导致IC-VCE特性曲线不再是水平线，而是随着VCE增加略有上翘1.实际BJT的β0与偏置电压VCE的关系2.2BJT直流电流放大特性2.2.4BJT直流放大特性讨论三、实际BJT输出特性曲线的特点在IC适中的范围内，β0基本保持不变，为一个常数。在IC较小以及IC较大的范围，β0均有所下降。显然实际应用中希望β0随IC变化尽量小。1.实际BJT的β0与工作电流IC的关系实际BJT的β0与IC的关系（例）2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析一、基区宽度调制效应BJT中存在的基区宽度调制效应（又称为基区宽变效应）是导致β0随VCE变化的物理原因。共射连接BJT，VCE=VCB+VBE，因此VCB=VCE-VBE当BJT处于正向放大偏置下，发射结正偏，对Si器件，VBE≈0.7V。

VCE>0→VCB>0→CB结反偏。VCB随着VCE增大而增大

VCE增大

称为基区宽度调制效应(基区宽变效应)→VCB增大→CB结势垒宽度增大→基区宽度xB减小。2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析二、基区宽度调制效应对β0影响的定量表征WB减小将会使得由发射结注入基区中的非平衡少子电子需要扩散运动的距离减小，基区复合效应减弱，这将直接导致基区输运系数αT0增加。有效基区宽度WB减小将直接导致基区Gummel数GB减小，从而使得注入效率γ0增加。这两种因素均使得β0随着VCE的增加而增加。1.基区宽度调制效应对β0影响的定性分析2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析二、基区宽度调制效应对β0影响的定量表征IC~VCE特性曲线上不同IB对应的特性曲线上反向延长，与水平轴基本交于一点。交点与原点距离记为VA称为厄利电压2.厄利电压VA（Earlyvoltage）2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析二、基区宽度调制效应对β0影响的定量表征记BJT工作点为Q(VCEQ，ICQ)。就是说如果偏置电压为VCEQ，输入电流为IB4。则集电极电流为ICQ，若不考虑基区宽变效应，如果BJT的输入电流为IB4，集电极电流应该为IC’3.β0与VCE关系定量分析2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析二、基区宽度调制效应对β0影响的定量表征由相似三角形对应边等比例原理，得3.β0与VCE关系定量分析则：两边同时除以IB4，得：一般情况下：2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析三、提高VA的技术途径参数VA表征了VCE对β0的影响程度。若VA越大，则VCE对β0的影响越小。若VA→+∞，则β0=(β0)理想。因此希望VA越大越好。通常要求BJT的VA为100多伏。在BJT模型中参数VA也是一个重要的模型参数。2.2BJT直流电流放大特性2.2.5基区宽变效应与厄利电压：β0与VCE关系的分析三、提高VA的技术途径①增加基区掺杂浓度NB，使得在VCE增大时集电结势垒区的宽度尽量向集电区一侧扩展；需要注意的是，上述两项措施与提高电流放大系数相矛盾，需要权衡考虑。③降低集电区掺杂浓度NC，使得BC结势垒区宽度尽量向集电区一侧拓展。②增加基区宽度WB，从而减少了在VCE增大时基区宽度的相对变化量。2.2BJT直流电流放大特性2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降一、Gummel曲线由β0=(IC-ICEO)/IB≈IC/IB。两边取对数，得ln(β0)=ln(IC)-ln(IB)由理想模型，IC≈Inc∝exp(qVBE/kT)，两边取对数，得ln(IC)∝(q/kT)VBE在纵坐标电流采用对数刻度、横坐标VBE为均匀刻度的半对数坐标中，IC~VBE关系是斜率为(q/kT)的斜直线。2.2BJT直流电流放大特性2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降一、Gummel曲线同理，IB=Ipe+Irb

ICBO≈Ipe+Irb∝exp(qVBE/kT)。两边取对数，得：ln(IB)∝(q/kT)VBEIB~VBE关系也是斜率为(q/kT)的斜直线，采用半对数坐标描述的I~VBE关系曲线称为Gummel曲线IC~VBE以及IB~VBE关系曲线之间的垂直间距反映电流放大系数β0的大小。两条直线相互平行垂直距离不变，对应β0为常数。ln(β0)=ln(IC)-ln(IB)2.2BJT直流电流放大特性2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降二、正偏发射结势垒区复合电流(IR)BE按照正偏PN结势垒区复合电流的分析结果，BJT在正偏发射结中存在的势垒复合电流(IR)BE为式中ISE为描述发射结势垒复合作用强弱的电流项：显然，少子寿命τ0越短，即少子在势垒区内发生复合的几率越大，则正偏发射结的势垒区复合电流越大。2.2BJT直流电流放大特性2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降三、(IR)BE对β0的影响考虑(IR)BE的存在，IE=Ine+Ipe+(IR)BE。其中(IR)BE只在B-E电极间流动，成为一部分。IE中只有Ine为有效注入电流，因此注入效率γ0成为δ称为复合因子（RecombinationFactor）。显然δ<1因此正偏发射结势垒区中注入载流子的复合会导致注入效率γ0下降，进而导致β0下降。2.2BJT直流电流放大特性2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降四、采用Gummel曲线描述(IR)BE对β0的影响势垒区复合电流(IR)BE只在基极和发射极之间流动，因此应该叠加在基极电流上，而集电极电流不受影响。IC~VBE以及IB~VBE关系曲线之间的垂直间距明显减小，说明β0下降。IC越小，β0下降越厉害2.2BJT直流电流放大特性2.2.6发射结势垒区复合与小电流下β0的下降五、改善BJT小电流β0特性的技术途径为了保证在小电流下晶体管能正常工作，小电流下β0不应下降过多。改善BJT小电流β0特性的技术途径主要是加强工艺控制，尽可能降低发射结势垒区中起复合中心作用的杂质原子和晶格缺陷，以此来提高少子寿命τ0。实际生产中，也可以通过监测小电流下β0的下降程度来表征工艺控制状态是否正常。2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降一、BJT内部的大注入现象为了保障BJT具有较高的放大系数，发射区的掺杂浓度NE远大于基区的掺杂浓度NB，因此基区中平衡多子空穴浓度pB0比发射区平衡多子电子浓度nE0低得多。而工作时由发射区注入到基区的少子电子电流要比由基区注入到发射区的少子空穴电流高得多。因此，随着发射极电流IE的增加，首先可能发生大注入的是基区。2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降二、大注入影响之一PN结流过特大电流时，半对数坐标描述的I-V特性曲线直线斜率从(q/kT)转变为(q/2kT)，斜率下降基区出现大注入时，Inc应采用大注入情况的表达式，半对数坐标中IC与VBE关系斜率从(q/kT)转变为(q/2kT)，IC~VBE以及IB~VBE曲线垂直间距明显减小，β0下降。类似PN结情况，引出膝点电流IKF描述大注入的影响。若IC大于IKF，则大注入效明显，β0下降严重。IKF是表征BJT大电流特性的重要参数2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降基区中出现大注入时，基区中多子浓度可表示为pB=pB0+△nB非平衡多子浓度△nB相比平衡多子浓度pB0不再可以忽略不计，即此时基区中多子空穴浓度明显大于平衡多子浓度。基区多子浓度增大等效为基区掺杂浓度NB增加，称之为基区电导调制效应。当基区等效掺杂浓度NB增加时，对应的基区Gummel数GB增加，导致注入效率γ0下降。最终导致电流放大系数β0下降。三、大注入影响之二：基区电导调制效应2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降(1)大注入对集电结耗尽区空间电荷密度的影响根据电中性条件，qNB(WBC)B=qNC(WBC)C

平面工艺BJT中，P型基区掺杂浓度NB比N型集电区掺杂浓度NC大得多，因此，耗尽区在基区一侧宽度(WBC)B比集电区一侧宽度(WBC)C窄得多。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)1.基区展宽现象2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降(1)大注入对集电结耗尽区空间电荷密度的影响BJT正常工作时，通过基区的电流Jnc被反偏集电结势垒区内的强电场扫到集电区。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)1.基区展宽现象等效为BC的势垒区中存在一定的“动态”电子浓度n，且n大小与Jnc直接相关。则BC结空间电荷区中基区一侧的等效负电荷密度成为

q(NB+n)，即单位体积中负电荷的总量增大，而集电区一侧的等效正电荷密度成为+q(NC

n)，正电荷密度减少。小注入情况下，动态电子浓度n比掺杂浓度NB和NC小得多，n的影响可以忽略不计。大注入情况下，动态电子浓度n不能忽略不计，导致空间电荷密度必须计入n的影响。2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降(2)大注入对集电结耗尽区中电场分布的影响突变PN结空间电荷区中电场为线性分布，其斜率与电荷密度成正比。与小注入情况电场分布相比，大注入情况下，空间电荷区基区一侧等效空间电荷的增加，集电区一侧等效空间电荷的减少，电场分布也随之变化。电场分布曲线下方面积等于空间电荷区两侧电压。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)1.基区展宽现象2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降(3)大注入导致的基区展宽效应在集电结反偏电压不变的情况下，电场分布曲线下方面积应该保持不变。大注入情况下，随着集电结空间电荷区中电场分布的变化，导致集电结空间电荷区宽度变化。在集电区一侧变宽，而基区一侧范围变窄。对应基区宽度变宽，称为基区展宽效应。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)1.基区展宽现象2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降(4)基区展宽效应的极端情况BC结集电区一侧的等效正电荷密度为+q(NC

n)。如果大注入达到动态电子浓度n等于甚至大于集电区掺杂浓度ND的程度，就使BC结耗尽区中集电区一侧部分区域转变为中性区，甚至成为负空间电荷区，相当于有效基区宽度WB已经由基区拓展到了集电区，有效基区宽度甚至比BJT原本的基区宽度WB0还要大。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)1.基区展宽现象2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降(4)基区展宽效应的极端情况显然在BJT工作过程中不允许出现这种情况要保证动态电子浓度n必须小于集电区掺杂浓度NC这就要求BJT集电区掺杂浓度NC不能太低，集电极工作电流密度Jnc不能太大。或者说，集电区掺杂浓度NC的高低决定了可以采用的集电极工作电流密度Jnc的大小。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)1.基区展宽现象2.2BJT直流电流放大特性2.2.7大注入效应与大电流下β0下降基区展宽导致有效基区宽度WB增大，一方面导致发射区注入基区中的非平衡少数载流子电子在基区中发生复合的几率更高，使得基区输运系数αT0减小。同时有效基区宽度WB增大还会使得基区Gummel数GB增大，导致注入效率γ0也减小。这两个因素均会使得电流放大系数β0减小。结论：设计BJT应该保证尽量不出现大注入。四、大注入影响之三：基区展宽效应(Basepush-out)2.基区展宽现象2.2BJT直流电流放大特性2.2.8发射区过重掺杂对β0的影响根据固体物理能带理论，发射区掺杂浓度NE过高将导致禁带宽度Eg变窄：Eg=Eg0

△Eg以meV为单位的带隙变窄量△Eg为：式中NE的单位为cm-3。一、发射区带隙变窄效应（复习）2.2BJT直流电流放大特性2.2.8发射区过重掺杂对β0的影响发射区带隙变窄后的本征载流子浓度：二、发射区带隙变窄效应的影响发射区平衡少子浓度随之发生变化：基区平衡少子浓度不变：导致注入效率发生变化：2.2BJT直流电流放大特性2.2.8发射区过重掺杂对β0的影响发射区掺杂过重导致的发射区带隙变窄效应不但使得(γ0)E<γ0，而且使得γ0随NE的变化趋势更加复杂。二、发射区带隙变窄效应的影响若NE增加，表达式中与NE有关的两项对γ0的影响相反。当NE较低时，随着NE的不断增加，注入效率不断增加。当NE增高到1020cm-3后，因为发射区带隙变窄效应影响迅速增强，随着NE的不断增加，注入效率反而减小。因此发射区掺杂浓度不能过高，通常BJT设计中要求NE不要超过1020cm-3。2.3BJT频率特性参数2.3.1BJT频率参数2.3.2BJT交流小信号传输过程2.3.3共基极截止频率fα与共射极截止频率f

2.3.4特征频率fT2.3.1BJT频率参数一、交流小信号电流放大系数α和β注意：按照定义，α是在输出端CB交流短路情况下的输出交流电流与输入交流电流之比。1.共基极交流小信号电流放大系数α注意，按照定义，β是在输出端CE交流短路情况下的输出交流电流与输入交流电流之比。说明：α和β

都是复数，平时说交流小信号增益大小通常指α和β

的模值∣α∣和∣β∣。2.共射极交流小信号电流放大系数

β2.3BJT频率特性参数2.3.1BJT频率参数二、α和β

随频率变化的关系实验和理论分析结果均表明，α、β

随频率变化关系：随着工作频率提升，BJT的交流小信号增益α和β

都将下降。2.3BJT频率特性参数α

和β

的模值随频率变化关系2.3.1BJT频率参数三、表征BJT交流放大特性的频率参数(1)α截止频率(Alphacut-offfrequency)fαα模值从低频值α0下降到

的频率(2)β截止频率(Betacut-offfrequency)fββ模值从低频值β0下降到

的频率(3)特征频率（Cut-offfrequency）fTfT是β模值下降到1的信号频率fT是表征BJT频率特性的一个重要参数。2.3BJT频率特性参数2.3.1BJT频率参数三、表征BJT交流放大特性的频率参数(4)最高振荡频率fm使晶体管功率增益下降为1的频率称为最高振荡频率，记为fmax或者简记为fm说明：当信号频率超过fT时，BJT将不具有电流放大能力。若信号频率超过fm，BJT将不具有功率放大能力。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程一、共基极交流小信号传输过程复习：共基极直流电流传输过程显然，γ0和αT0这两个因素同样影响交流工作信号情况下载流子的输运过程。对直流情况载流子输运没有影响的输运过程将影响交流情况载流子的输运：inc(0)是进入BC势垒区的电流；inc(WBC)表示流出BC势垒区进入集电区的电流。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程一、共基极交流小信号传输过程交流小信号情况下：γ0=ine/(ine+ipe)、αT0=inc(0)/ine对直流情况载流子输运没有影响的两个充放电时常数以及两个渡越时间四个因素也对交流电流放大系数产生影响。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响交流情况下发射结电压为：

1.CJE充放电电流的形成由于BE结电压随时间变化，BE结势垒区宽度WEB也会变化，对应有势垒电容的充放电电流。t=0时，结电压为VBE，势垒区宽度为WEB。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响1.CJE充放电电流的形成t=t1时，结电压为VBE+vbe，势垒宽度减小为WEB1，原来存在空间电荷的势垒区有一部分成为中性区。这是由于发射区向基区注入的电子有一部分填补到势垒区在发射区的部分。同时基区向发射区注入的空穴也必然有一部分填补到势垒区在基区的部分，构成充放电电流iCJE。注意：电流iCJE只在基极-发射极之间流动。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响2.CJE充放电电流对注入效率的影响如果不考虑iCJE，发射极电流中的交流分量组成及其相互关系应与直流情况类似

γ=ine/ie=ine/(ine+ipe)=γ0交流注入效率就等于直流注入效率。考虑势垒充放电电流iCJE，则ie=(ine+ipe)+iCJE其中有效注入电流仍然只是ine，因此

γ=ine/ie=ine/(ine+ipe+iCJE)<γ02.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响3.交流小信号γ的定量分析(1)不考虑CJE影响的交流等效电路如果不考虑CJE的影响，ie=ine+ipe。根据PN结交流小信号分析结论，发射极交流电流为ie=gevbe式中ge=qIE/kT为发射结微分电导。ie表达式也可记为ie=vbe/re，式中re=1/ge称为发射结微分电阻。因此交流情况下发射结等效为一个交流电阻re（注意：re不是发射区串联电阻RE。)流过re的交流电流为ine+ipe2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响3.交流小信号γ的定量分析(2)考虑CJE影响的交流等效电路由于存在发射结势垒电容充放电电流iCJE，则ie=ine+ipe+iCJE式中：（ine+ipe）为流过发射结交流电阻re的电流，iCJE为流过势垒电容CJE的电流因此发射结交流电阻re和CJE为并联关系这就是交流情况下发射结等效电路2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响3.交流小信号γ的定量分析(3)交流小信号γ的定量分析由γ的定义式中分子（ine/(ine+ipe)）即为γ0又由等效电路得：记为：式中：

τe=reCJE是发射结势垒电容充放电时常数，简称为发射结时常数2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程二、CJE充放电时常数及其对注入效率的影响3.交流小信号γ的定量分析(4)提高交流小信号γ特性的措施由于CJE=εAE/WBE，因此减小τe提高γ特性的主要途径是通过器件设计，减小发射结面积AE，使得CJE尽量小这是提高BJT频率响应的主要途径之一。(5)BJT直流偏置对γ特性的影响由于re=(kT/q)(1/IE)，因此如果增大发射结直流偏置电流IE，将使得re下降，从而减小τe，有利于改善BJT的频率特性。

τe=reCJE2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程三、基区渡越时间对交流情况基区输运系数αT的影响1.理论分析正向放大情况下根据小信号条件vbe<<kT/q，以及基区宽度WB远小于基区少子扩散长度，采用分离变量法解交流情况下均匀掺杂BJT基区少子电子连续性方程，计算基区靠发射结势垒区边界处少子交流电流ine和基区靠集电结势垒区边界处少子交流电流inc(0)，可得αT0反映了基区复合的影响；τb则反映了少子扩散通过基区的渡越时间对αT的影响。式中2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程三、基区渡越时间对交流情况基区输运系数αT的影响2.τb的直接计算基区少子电流密度jnb(x)可表示为：jnb(x)=qnB(x)v(x)，其中v(x)为少子电子通过基区的速度。因此v(x)可以表示为：v(x)=jnb(x)/(qnB(x))少子通过基区所需时间为2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程三、基区渡越时间对交流情况基区输运系数αT的影响2.τb的直接计算少子通过基区所需时间为按照简便分析考虑，基区少子分布近似为斜直线则：少子在基区的积分为三角形面积：代入积分：因此τb是少子通过基区所需时间,称为基区渡越时间。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程三、基区渡越时间对交流情况基区输运系数αT的影响3.缓变基区BJT的基区渡越时间τb对缓变基区BJT，分析得式中参数λ≥2，反映基区自建电场加速作用对渡越时间的影响。对均匀掺杂基区，λ=2。基区掺杂浓度分布越陡峭，参数λ值越大2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程三、基区渡越时间对交流情况基区输运系数αT的影响4.提高交流情况基区输运系数αT的技术途径①减小基区宽度WB从而减小τb，这是提高BJT频率响应的主要途径之一。目前先进BJT值基区宽度已下降到只有几十纳米。②通过增加基区杂质分布的陡峭程度增大λ，从而减小基区渡越时间τb，改善BJT频率响应。显然，上述技术途径与提高BJT直流电流放大系数的要求是一致的。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程三、基区渡越时间对交流情况基区输运系数αT的影响5.BJT直流偏置对αT特性的影响①如果BJT直流偏置电流IE较大，导致基区出现大注入，引起基区展宽效应，使得WB增大，从而增大τb，将导致直流工作电流较大时BJT频率特性变差；②如果BJT的集电结反偏电压绝对值增大，则BC势垒区宽度变宽，出现基区宽变效应，使得WB减小，从而减小τb，将有利于改善BJT频率特性。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程四、集电结势垒渡越对交流信号传输的影响1.集电结势垒渡越时间τd输运通过基区的电子流进入反偏集电结的势垒区后，在势垒区强电场作用下漂移通过反偏集电结势垒区所需时间又称为集电结势垒渡越时间，记为τd式中，WBC为集电结势垒区宽度vd为少子漂移通过集电结势垒区的漂移速度，其大小与集电结势垒区中电场强度密切相关，将导致集电结势垒渡越时间τd与集电结反偏电压密切相关。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程四、集电结势垒渡越对交流信号传输的影响2.τd对交流信号传输的影响参照基区渡越时间τb对基区输运影响的αT表达式，可以将流出BC结势垒区的电流（记为inc(WBC)）与进入BC结势垒区的电流（记为inc(0)）之比称为集电结势垒输运系数，记为αBC：2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程四、集电结势垒渡越对交流信号传输的影响3.提高αBC的技术途径对BJT的BC结，集电区为轻掺杂。提高集电区掺杂浓度NC将使势垒区宽度变窄，导致τd减小，有利于提高BJT频率响应。但是提高NC将导致集电结击穿电压下降。因此不能为了减小τd随意提高NC。实际器件中，是按照击穿电压要求确定集电区的掺杂浓度NC。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程四、集电结势垒渡越对交流信号传输的影响4.BJT直流偏置对αBC的影响若VCB较低，vd随着势垒区中电场正比增加，而势垒区宽度WBC与VCB的开方（对突变结）成正比，因此随着反偏电压VCB绝对值增大，vd的增加快于WBC的增加，导致τd下降，有利于改善BJT频率特性。当VCB增大到一定程度后，势垒区载流子漂移速度vd将达到饱和，不再随着VCB变化而变化。但是势垒区宽度WBC仍然随着反偏电压VCB绝对值的增加而增大，综合效果是使得τd增加，导致BJT频率特性变差。因此，随着反偏电压VCB绝对值增大，BJT的频率特性先改善，随后变差。2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程五、集电结势垒电容CJC充放电时间及其影响1.共基极BJT输出端交流等效电路

(1)基于BJT结构的等效电路C和B分别是BJT的集电极和基极引出端。C’和B’分别代表BJT内部集电结势垒区边界靠集电区一侧和靠基区一侧的位置RC为集电区串联电阻，RB为基区的串联电阻，CJC为集电结势垒电容，inc(WBC)为通过集电结势垒区进入集电区的少子电流2.3BJT频率特性参数2.3.2BJT交流小信号传输过程五、集电结势垒电容CJC充放电时间及其影响1.共基极BJT输出端交流等效电路

(2)实用的BJT输出端交流等效电路按照定义，交流小信号电流放大系数α是输出端CB交流短路的输出交流电流与输入交流电流之比。作为交