双极型晶体管半导体
信息来源：本站 日期：2017-05-24
晶体管（是转换电阻transfer rcsistor的缩写）是一个多重结的半导体器件，通常晶体管会与其他电路器件整合在一起，以获得电压、电流或是信号功率增益．双极型晶体管，或称双极型结晶体管，是最重要的半导体器件之一，在高速电路、模拟电路、功率放大等方面具有广泛的应用，双极型MOS器件是一种电子与空穴皆参与导通过程的半导体器件，与只由一种载流子参与传导的场效应器件不同．
图5.1为单一 p-n-p双极型晶体管的透视图，其制造过程是以p型半导体器件为衬底，利用热扩散的原理在p型衬底上形成-n型区域．再在此n型区域上以热扩散形成一高浓度的p+型区域，接着以金属覆盖p+、n以及下方的p型区域形成欧姆接触．详细的晶体管工艺将在后面的章节中讨论．
图5.2(a)为理想的一维结构p-n-p双极型晶体管，具有二段不同掺杂浓度的区域，形成两个p-n结，浓度最高的p+区域称为发射区（在图5.2中以E定义）；中间较窄的n型区域，其杂质浓度中等，称为基区（base，定义为B），基区的宽度需远小于少数载流子的扩
散长度；浓度最小的p型区域称为集电区（定义为c）．
各区域内的浓度假设为均匀分布，p-n结的概念可直接应用在晶体管内的结上，
图5.2（b1是一个p-n-p双极型晶体管的电路符号，图中亦显示各电流成分和电压极性，箭头表示晶体管在一般工作模式（或称放大模式）下各电流的方向，而“+”、“一”符号表示电压的极性我们亦可用双下标的方式，来表示电压的极性．在放大模式下，射基结必须为正向偏压(VEB>o)，而集基结为反向偏压(VBb<0)．根据克西荷夫电路定律，对此三端点器件，只有两独立电流；若任两电流为已知，第三端点电流即可求得．
n-p-n双极型晶体管的结构与p-n-p双极型晶体管是互补的，图5.2(c)与图5.2(d)分别是理想p-n-p晶体管的结构与电路符号。将p-n-p双极型晶体管结构中的p换成n、n换成p，即为n- p-n双极型晶体管的结构，因此电流方向与电压极性也都相反．在下一小节中，我们将仔细讨论p-n-p双极型晶体管，因为其少数载流子（空穴）的流动方向与电流方向相同，可更直观地了解电荷运动的机制，只要了解了p- n-p晶体管，我们只要将极性和掺杂类型调换，即可描述n-p-n晶体管
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