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1、3.3.4 注入效率与电流放大系数注入效率与电流放大系数 已知从发射区注入基区的电子电流为:已知从发射区注入基区的电子电流为:类似地可得从基区注入发射区的空穴电流为:类似地可得从基区注入发射区的空穴电流为:1)注入效率)注入效率1于是可得缓变基区晶体管的注入效率为:于是可得缓变基区晶体管的注入效率为:2)电流放大系数:)电流放大系数:23) 小电流时小电流时 的下降的下降 实测表明,实测表明, 与发射极电流与发射极电流 IE 有如下图所示的关系。有如下图所示的关系。 上式中:上式中: 原因:原因:发射结正向电流很小时,发射结势垒区复合电流发射结正向电流很小时,发射结势垒区复合电流 JrE 的比
2、例增大,使注入效率下降。当的比例增大,使注入效率下降。当 JrE 不能被忽略时有:不能被忽略时有:3 当电流很小,即当电流很小,即 VBE 很小时,很小时, 很大,使很大,使 很小,从而很小,从而 很小。很小。 随着电流的增大,随着电流的增大, 减小,当减小,当 但仍不能被忽略但仍不能被忽略时,有:时,有: 当电流很大时,当电流很大时, 又会开始下降,这是由于大注入效应和又会开始下降,这是由于大注入效应和基区扩展效应引起的。基区扩展效应引起的。 当电流继续增大到当电流继续增大到 可以被忽略时,则有:可以被忽略时,则有:4 4)重掺杂的影响)重掺杂的影响 重掺杂效应:重掺杂效应:当当 NE 太高
3、时,不但不能提高注入效率太高时,不但不能提高注入效率 ,反而会使其下降,从而使反而会使其下降,从而使 和和 下降。下降。 原因:发射区禁带宽度变窄原因:发射区禁带宽度变窄 与与 俄歇复合增强俄歇复合增强。对于室温下的对于室温下的 Si : (1) 禁带变窄禁带变窄5 发射区禁带变窄后,会使其本征载流子浓度发射区禁带变窄后,会使其本征载流子浓度 ni 发生变化:发生变化:发射区禁带变窄发射区禁带变窄发射区本征载发射区本征载流子浓度增加流子浓度增加基区向发射区注基区向发射区注入的电流增加入的电流增加注入效率减小注入效率减小 6而先增大。但当而先增大。但当 NE 超过超过 后,后, 反而下降,反而下降, 当当NE 增大时,增大时, 减小,减小, 增加,增加, 随随NE 增大增大从而导致从而导致 与与 的下降。的下降。 (2) 俄歇复合增强俄歇复合增强75)异质结晶体管()异质结晶体管(HBT) 上式中,上式中, ,当,当 时,时, , 则则 : 选择不同的材料来制作发射区与基区,使两区具有不同的选择不同的材料来制作发射区与基区,使两区具有不同的禁带宽度,则有:禁带宽度,则有:8