微电子概论（第3版）课件2-4-1BJT电流放大系数A.pptx

《微电子概论（第3版）IntroductiontoMicroelectronics郝跃贾新章史江一》SecondEdition

1.平面工艺IC中的BJT结构特点2.4.1BJT直流放大原理2.双极晶体管直流电流传输过程4.提高BJT直流电流放大系数的技术途径3.BJT直流电流放大系数目录

3.BJT直流电流放大系数(1)共基极DC电流放大系数共基极连接情况下，基极为公共端。输入端为发射极，输出端为集电极。共基极DC电流放大系数描述的是输出端集电极电流IC与输入端发射极电流IE之间的关系。IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBO

3.BJT直流电流放大系数(1)共基极DC电流放大系数共基极连接，输入端E与公共端B之间VBE0，BE结正偏。输出端C与公共端B之间偏置电压VCB0，CB结反偏。IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBOBJT工作于正向放大状态。所示端电流组成关系成立。

3.BJT直流电流放大系数(1)共基极DC电流放大系数IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBO(a)输入到输出的电流传输效率α0称为共基极直流电流放大系数。希望α0越大越好。但是，显然α01。设计良好的BJT，α0大于0.99。

3.BJT直流电流放大系数(1)共基极DC电流放大系数IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBO(a)输入到输出的电流传输效率说明两种定义只相差很小的ICBO，因此对α0值几乎没有影响。α0另一种定义方式为：

3.BJT直流电流放大系数(1)共基极DC电流放大系数IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBO(b)输出端电流的组成从输入端IE传输到输出端的α0IE；输出端反偏BC结的反向饱和电流。IC=InC+ICBO输出端电流IC包括两部分：=α0IE+ICBO

3.BJT直流电流放大系数(1)共基极DC电流放大系数IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBO(c)电流ICBO的含义ICBO是IE为0（即输入端开路Open）情况下流过输出端BC间的电流。IC=α0IE+ICBO因此记为ICBO

3.BJT直流电流放大系数(2)中间变量IE=IC+IBIE=InE+IpEIB=IpE+IRB-ICBOIC=InC+ICBO由α0定义：记为：

3.BJT直流电流放大系数(2)中间变量(a)注入效率称为注入效率输入电流中只有注入到基区的那一部分才可能传输到输出端。γ0就是描述在输入电流中注入到基区的那一部分所占的比例。显然，希望γ0越大越好。但是γ0小于1。

3.BJT直流电流放大系数(2)中间变量(a)注入效率要增大γ0，应该使IpE?InE。根据pn结结论，就要求发射区的掺杂浓度应该比基区的掺杂浓度高得多。由γ0＝InE/IE＝InE/(InE＋IpE)集成电路工艺中，为了保证双极晶体管具有一定的电流放大系数，必须保证发射区的掺杂浓度比基区的掺杂浓度高得多。＝1/[1＋(IpE/InE)]

3.BJT直流电流放大系数(2)中间变量(b)基区输运系数称为基区输运系数注入到基区的电流中有一部分在基区中被复合。αT0描述的是注入到基区的电流中顺利通过基区的那一部分所占的比例。希望αT0越大越好。但是αT0小于1。

3.BJT直流电流放大系数(2)中间变量(b)基区输运系数要增大αT0，应该使基区复合电流IRB?InE。由αT0＝InC/InE为了尽量减小基区传输过程中复合电流，一方面要求基区宽度尽量小，同时还应该加强工艺控制，使得基区中非平衡少子的寿命尽量大。＝(InE-IRB)/InE＝1-(IRB/InE)