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                            雙極型晶體管半導體

                            信息來源:本站 日期:2017-05-24 

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                            晶體管(是轉換電阻transfer rcsistor的縮寫)是一個多重結的半導體器件,通常晶體管會與其他電路器件整合在一起,以獲得電壓、電流或是信號功率增益.雙極型晶體管,或稱雙極型結晶體管,是最重要的半導體器件之一,在高速電路、模擬電路、功率放大等方面具有廣泛的應用,雙極型MOS器件是一種電子與空穴皆參與導通過程的半導體器件,與只由一種載流子參與傳導的場效應器件不同.

                            圖5.1為單一 p-n-p雙極型晶體管的透視圖,其制造過程是以p型半導體器件為襯底,利用熱擴散的原理在p型襯底上形成-n型區域.再在此n型區域上以熱擴散形成一高濃度的p+型區域,接著以金屬覆蓋p+、n以及下方的p型區域形成歐姆接觸.詳細的晶體管工藝將在后面的章節中討論.


                            圖5.2(a)為理想的一維結構p-n-p雙極型晶體管,具有二段不同摻雜濃度的區域,形成兩個p-n結,濃度最高的p+區域稱為發射區(在圖5.2中以E定義);中間較窄的n型區域,其雜質濃度中等,稱為基區(base,定義為B),基區的寬度需遠小于少數載流子的擴

                            散長度;濃度最小的p型區域稱為集電區(定義為c).

                            各區域內的濃度假設為均勻分布,p-n結的概念可直接應用在晶體管內的結上,

                            圖5.2(b1是一個p-n-p雙極型晶體管的電路符號,圖中亦顯示各電流成分和電壓極性,箭頭表示晶體管在一般工作模式(或稱放大模式)下各電流的方向,而“+”、“一”符號表示電壓的極性我們亦可用雙下標的方式,來表示電壓的極性.在放大模式下,射基結必須為正向偏壓(VEB>o),而集基結為反向偏壓(VBb<0).根據克西荷夫電路定律,對此三端點器件,只有兩獨立電流;若任兩電流為已知,第三端點電流即可求得.


                            n-p-n雙極型晶體管的結構與p-n-p雙極型晶體管是互補的,圖5.2(c)與圖5.2(d)分別是理想p-n-p晶體管的結構與電路符號。將p-n-p雙極型晶體管結構中的p換成n、n換成p,即為n- p-n雙極型晶體管的結構,因此電流方向與電壓極性也都相反.在下一小節中,我們將仔細討論p-n-p雙極型晶體管,因為其少數載流子(空穴)的流動方向與電流方向相同,可更直觀地了解電荷運動的機制,只要了解了p- n-p晶體管,我們只要將極性和摻雜類型調換,即可描述n-p-n晶體管


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