微電子器件(3-2)

1、 （1）基區(qū)必須很薄，即）基區(qū)必須很薄，即 WB NB 。 本節(jié)的討論以本節(jié)的討論以 PNP 管為例。管為例。 定義：定義：基區(qū)中到達集電結(jié)的少子電流基區(qū)中到達集電結(jié)的少子電流 IpC 與從發(fā)射區(qū)注入基與從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的少子形成的電流區(qū)的少子形成的電流 IpE 之比，之比， 稱為稱為 基區(qū)輸運系數(shù)基區(qū)輸運系數(shù)，記為，記為 ，即：即：pCpCpEpEIJIJ 由于少子空穴在基區(qū)的復(fù)合，使由于少子空穴在基區(qū)的復(fù)合，使 JpC JpE 。 3.2.1 基區(qū)輸運系數(shù)基區(qū)輸運系數(shù) 以下用以下用 pB 代表基區(qū)非平衡少子濃度代表基區(qū)非平衡少子濃度 pn 。 3.2.2 基區(qū)渡越時間基區(qū)渡越時間 定義：定

2、義：少子在基區(qū)內(nèi)從發(fā)射結(jié)渡越到集電結(jié)所需要的平均少子在基區(qū)內(nèi)從發(fā)射結(jié)渡越到集電結(jié)所需要的平均時間，稱為少子的時間，稱為少子的 基區(qū)渡越時間基區(qū)渡越時間，記為，記為 b 。 可以設(shè)想，在可以設(shè)想，在 b 期間，基區(qū)內(nèi)的少子全部更新一遍，因此期間，基區(qū)內(nèi)的少子全部更新一遍，因此將將 代入，得：代入，得：2BbB2WDBbpEQJ BBBBBpEB01(0),2qD pQqpWJW b 代表少子在基區(qū)停留的平均時間。代表少子在基區(qū)停留的平均時間。 B 代表少子壽命，代表少子壽命， 代表少子在單位時間內(nèi)的復(fù)合幾率，因而代表少子在單位時間內(nèi)的復(fù)合幾率，因而 就代表少子在基區(qū)就代表少子在基區(qū)停留期間被復(fù)合

3、的幾率，而停留期間被復(fù)合的幾率，而 則代表未復(fù)合掉的比例則代表未復(fù)合掉的比例 ，也即到達集電結(jié)的少子電流與注入基區(qū)的少子電流之比。也即到達集電結(jié)的少子電流與注入基區(qū)的少子電流之比。bBbB1B1*bB1 因此，基區(qū)輸運系數(shù)可以表為：因此，基區(qū)輸運系數(shù)可以表為： 基區(qū)輸運系數(shù)與基區(qū)渡越時間的關(guān)系基區(qū)輸運系數(shù)與基區(qū)渡越時間的關(guān)系 式中，式中， 即代表了少子在基區(qū)中的復(fù)合引起的電流即代表了少子在基區(qū)中的復(fù)合引起的電流虧損所占的比例。要減少虧損，應(yīng)使虧損所占的比例。要減少虧損，應(yīng)使 WB，LB。2BB12WL2BB112WL *bB1 將基區(qū)渡越時間將基區(qū)渡越時間 b 的表達式的表達式 代入，得：代入

4、，得：2BbB2WD。，的典型值：9950. 0m10m1BBLW 注意注意 b 與與 B 的區(qū)別的區(qū)別BBprQJBBbpEpCQQJJ 3.2.3 發(fā)射結(jié)注入效率發(fā)射結(jié)注入效率 定義：定義：從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的少子形成的電流從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的少子形成的電流 IpE 與總的發(fā)射與總的發(fā)射極電流極電流 IE 之比，稱為之比，稱為 注入效率注入效率（或（或 發(fā)射效率發(fā)射效率），記為），記為 ，即：，即：pEpEpEnEEEpEnEpE11IJJJIJJJJ 當當 WB LB 及及 WE NB ，即（，即（NB / /NE） 1 ，則上式，則上式可近似寫為可近似寫為中得：代入 將將 代入代入 中，得

5、：中，得： 再利用愛因斯坦關(guān)系再利用愛因斯坦關(guān)系 ，得：，得：注意：注意：DB 、DE 代表代表 少子少子 擴散系數(shù)，擴散系數(shù)， B 、 E 代表代表 多子多子 遷移率。遷移率。EBEEBB11,NNqq EBEEBEBB1D WD W EBBEDDkTqBEEB1WWEBBBEE1D W ND W N 利用利用 方塊電阻方塊電阻 的概念，的概念， 可有更簡單的表達式。方塊電阻可有更簡單的表達式。方塊電阻代表一個正方形薄層材料的電阻，記為代表一個正方形薄層材料的電阻，記為 R口口 。WdxxNqR0)(1口NWqWLWLR1口 對于均勻材料，對于均勻材料， 對于厚度方向（對于厚度方向（ x 方向方向 ）上不均勻的材料，）上不均勻的材料， 1 1BERR口口EEEBB1BRWRW口口 對于均勻摻雜的發(fā)射區(qū)與基區(qū)，對于均勻摻雜的發(fā)射區(qū)與基區(qū)，中，可將中，可將 表示為最簡單的形式，表示為最簡單的形式，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 電流放大系數(shù)電流放大系數(shù)式中，式中， ，稱