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1、第2章 集成电路中的晶体管及其寄生效应,2.1.1 理想本征集成双极晶体管的埃伯斯-莫尔（EM)模型,模型,直流大信号模型：直流分析 直流小信号模型：低频交流小信号或直流小信号 交流大信号模型：在直流大信号模型基础上加入电容瞬态或时域分析 交流小信号模型：频域分析,E-M模型,E-M模型(Ebers-Moll model) 是用来概括BJT的 电学特性的一种模型（或者等效电路）它属于直流大信号模型、物理模型,EM1模型 ：理想BJT的非线性直流模型 EM2模型 ：计入非线性电荷存储效应和串联电阻 EM3模型 ：计入BJT的各种二级效应（如基区宽度调制效应、基区展宽效应、温度的影响等）,2.1.
2、2集成电路中的双极晶体管结构（四层三结）,平面图,等效电路图,双极晶体管的四种工作状态,模拟：NPN截止、正向PNP反偏数字：NPN饱和、反向PNP正向工作,BJT I/V特性,共发射极,2.1.3 集成NPN晶体管的无源寄生效应 （1）集电极寄生电阻,增加n+埋层、穿透磷扩散、薄外延等措施可有效地减小集电极串联电阻,附：拐角薄层电阻的计算公式推倒,= Reff * I2,2.1.3 集成NPN晶体管的无源寄生效应 （3）寄生电容,寄生电容包括：发射结电容、集电结电容、隔离结电容。 PN结电容包括： PN结势垒电容PN结扩散电容。有底面和侧面电容。,集成寄生电容相关,2.1.4 多结晶体管E-
3、M模型 （1）定义及结电流,端电流的定义,结电流的定义,结电压的定义,1 - R 0 - F 1 - SR 0 - SF 1,2.1.4 多结晶体管E-M模型 （2）直流模型表达式,2.1.4多结晶体管E-M模型 （3）直流模型等效电路,2.1.4多结晶体管E-M模型 （4）瞬态模型等效电路,2.1.4 多结晶体管E-M模型 （5）简化模型等效电路（消除有源寄生）,晶体管二级效应,基区电导调制效应：大注入情况下，注入到基区的少数载流子电子浓度接近或超过基区多子空穴平衡浓度，根据半导体电中性特征，在基区将要有大量的空穴积累并维持与电子相同的浓度梯度。空穴浓度的大量增加使得基区电阻率下降，这一现象
4、称为基区电导调制效应,有效基区扩展：随着注入电流的增大，通过CB结的电子也逐渐增多，结果导致CB结两侧空间电荷密度发生改变，负空间电荷区密度NA增加，而正空间电荷区密度ND减小，为了保持电中性，负空间电荷区变窄，而正空间电荷区变宽。因为NAND，且VCB保持不变，所以负空间电荷区收缩的少，而正空间电荷区扩展的多，导致基区扩展。大电流下，空间电荷区位置、宽度发生变化的现象,发射极电流集边效应,发射极电流集边效应：在大电流下，由于基区电阻横向压降作用，导致EB结各部位正向注入电流的大小悬殊。靠近基极的发射极边缘处的电流远远大于发射极中央部位的电流这就是发射极电流集边效应。,IE1mA时，发射极电流会发生集边效应,电流较大时，可使左侧二极管截止,Thank you!,
