《晶体管原理与设计》求取 ⇩

第一章 PN结的电流－电压特性2

一、平衡PN结2

1．PN结空间电荷区的形成2

目 录2

2．平衡PN结的势垒——接触电势差3

3．平衡PN结的载流子浓度分布5

二、PN结的正向特性6

1．正向注入效应6

2．正向PN结的边界少子浓度和少子浓度分布7

第九章晶体管的可靠性8

一、晶体管的可靠性概要 328

3．正向PN结的电流转换与传输8

4．PN结正向电流公式9

5．正向PN结空间电荷区复合电流12

1．反向抽取作用15

三、PN结反向特性15

2．反向PN结的扩散电流16

3．反向PN结空间电荷区产生电流20

4．表面对PN结反向电流的影响22

附录Ⅰ—1 关于平衡PN结费米能级处处相同的证明25

附录Ⅰ—2平衡PN结接触电势差公式的推导26

附录Ⅰ—3平衡PN结载流子浓度分布的讨论27

附录Ⅰ—4正向PN结边界少子浓度公式的推导29

附录Ⅰ—5正向PN结少子浓度分布公式的推导32

附录Ⅰ—6 PN结大注人效应33

附录Ⅰ—7反向PN结边界少子浓度公式的推导37

第二章PN结的空间电荷区、势垒电容和击穿39

一、PN结空间电荷区39

1．空间电荷区中的电场39

2．PN结空间电荷区宽度43

3．缓变结的空间电荷区46

二、PN结的势垒电容58

1．两种电击穿机构62

三、PN结的击穿62

2．雪崩碰撞电离率65

3．突变结雪崩击穿电压与原材料电阻率的关系68

4．雪崩击穿电压与半导体层厚度的关系70

5．缓变结的击穿电压73

6．扩散结结深对击穿电压的影响77

附录Ⅱ—1 用泊松方程求解突变结空间电荷区的电场分布和82

空间电荷区宽度82

附录Ⅱ—2线性缓变结的电场分布与空间电荷区宽度分析85

附录Ⅱ—3求扩散结杂质浓度梯度α的图表及方法87

附录Ⅱ—4雪崩击穿条件的推导88

一、晶体管的构成91

第三章晶体管的电流放大特性91

二、晶体管的电流传输机构93

1．载流子输运过程93

2．电流传输机构95

三、晶体管直流短路电流放大系数97

1．晶体管直流短路电流放大系数定义97

2．描述晶体管电流放大性能的中间参量99

1．电流放大系数与哪些参量有关101

四、直流电流放大系数的简单分析101

2．发射结空间电荷区复合和基区表面复合对电流放大系数的影响106

3．β0的公式和β0与收集极电流的关系109

4．生产实际中如何控制α0或β0111

1．共基极连接的直流特性曲线族112

五、晶体管的直流特性曲线族112

2．共发射极连接的直流特性曲线族113

附录Ⅲ—1收集结倍增因子和收集区倍增系数115

1．收集结倍增因子M115

2．收集区倍增系数α116

1．均匀基区晶体管的直流放大理论117

附录Ⅲ—2晶体管的直流放大理论117

2．扩散晶体管的电流放大系数122

第四章晶体管的反向电流与击穿电压129

一、晶体管的反向漏电流129

1．Icbo和Iebo129

2．Iceo130

二、晶体管的反向击穿电压132

1．发射极开路，收集极—基极反向击穿电压BVcbo132

2．基极开路，收集极—发射极反向击穿电压BVceo134

3．收集极开路，发射极—基极反向击穿电压BVebc137

三、基区穿通对击穿电压BVcbo的限制138

四、影响BVcbo的其他因素及其消除办法139

1．结电场集中140

2．表面电场集中143

3．沟道效应145

4．其他146

附录Ⅳ—1 BVceR,BVcez,BVcex,BVces的涵义147

第五章晶体管的频率特性149

一、晶体管交流电流放大系数与频率参数简介149

1．交流电流放大系数149

2．晶体管的频率特性参数150

二、晶体管电流放大系数随频率变化的物理原因152

三、电流放大系数的频率关系161

1．共基极短路电流放大系数α的频率关系和α截止频率161

2．共发射极短路电流放大系数β的频率关系和β截止频率164

四、晶体管的特征频率166

1．fT与什么因素有关166

2．影响fT的因素与提高fT的途径169

3．fT与收集极电流和电压的关系172

五、晶体管高频等效电路174

1．发射结和发射区174

2．收集结和收集区177

3．基区179

六、基极电阻182

七、晶体管的功率增益和最高振荡频率188

1．晶体管的功率增益和高频优值188

2．晶体管的最高振荡频率192

3．提高Kp或fM的途径193

4．功率增益与收集极电流和电压的关系194

八、高频低噪声晶体管196

1．晶体管的噪声196

2．高频低噪声晶体管举例——高频低噪声晶体管3DG51204

第六章晶体管的大电流特性和高频大功率晶体管211

一、收集极最大工作电流IcM211

二、大电流时β0和fT下降的物理原因214

1．β0和fT开始下降的物理原因——基区扩展效应215

2．β0和fT开始下降的临界电流密度221

三、发射极电流集边效应224

1．发射极电流集边效应及其原因224

2．发射极有效宽度226

3．发射极有效长度228

四、发射极单位周长的电流容量230

五、改善大电流特性的几项措施232

六、最大耗散功率PcM233

七、二次击穿和安全工作区237

1．二次击穿现象237

2．发生二次击穿的原因及改善二次击穿性能的措施238

3．晶体管安全工作区245

1．高频大功率晶体管图形结构设计的主要矛盾的分析247

八、高频大功率晶体管的图形结构247

2．典型的图形结构248

3．如何估算发射极总周长与发射结、收集结结面积之比值252

4．三种基本图形结构的比较254

5．其他图形结构简介255

6．高频大功率晶体管图形设计中关于寄生电容和引线电感的考虑258

九、晶体管管壳259

第七章晶体管的开关特性和开关晶体管265

一、晶体管的开关作用265

1．饱和区268

二、晶体管的饱和区和截止区268

2．截止区273

1．开关过程简介275

三、晶体管的开关过程275

2．延迟过程和延迟时间276

3．上升过程和上升时间280

4．超量存贮电荷的消失过程和存贮时间285

5．下降过程和下降时间290

6．提高晶体管开关速度的途径293

四、晶体管的正向压降和饱和压降297

2．Vces299

1．Vbes299

1．开关晶体管的主要参数301

五、开关晶体管301

2．开关晶体管设计中的若干问题304

第八章晶体管设计310

一、根据使用要求确定主要参数及其指标310

二、纵向结构参数的确定312

1．基区宽度Wb的确定314

2．发射结和收集结结深的确定314

3．外延层的电阻率和厚度的确定315

5．淡基区（低掺杂基区的简称）扩散、发射区扩散的表面杂质浓度317

4．浓基区（高掺杂基区的简称）扩散的结深和表面杂质浓度317

三、横向结构参数的确定318

1．图形结构的选定318

3．单元图形尺寸的确定319

2．发射区总周长Le的确定319

4．镇流电阻的确定322

5．内金属电极的确定323

6．光刻板图形323

四、主要电参数的估算324

1．特征频率fT的估算324

2．功率增益Kp的估算326

1．可靠性的定义328

3．晶体管的失效率329

2．晶体管的失效方式329

二、半导体表面及其对晶体管性能和可靠性的影响332

1．siO2-Si系统电荷的情况和控制方法332

2．表面电荷对半导体表面的影响338

3．表面电荷对晶体管性能的影响340

4．表面钝化345

三、晶体管的可靠性与金属化层352

四、晶体管的可靠性与半导体材料356

1．硅单晶356

3．加工处理对材料质量的影响358

2．外延生长的单晶358

五、影响晶体管可靠性的其他因素359

1．氧化层缺陷对可靠性的影响359

2．管芯裂纹对可靠性的影响359

3．封装对可靠性的影响359

4．后工序对可靠性的影响360

六、可靠性试验及工艺筛选360

1．可靠性试验的目的361

2．可靠性试验的基本项目与内容362

3．工艺筛选365

总 附 录367

附录一锗、硅、砷化镓本征载流子浓度与温度的关系367

附录二300K时电阻率与杂质浓度的关系368

附录三迁移率、扩散系数与杂质浓度的关系369

附录四杂质在硅中的固体溶解度与温度的关系370

附录五硅扩散层表面杂质浓度与扩散层平均电导率（或方块371

电阻、结深）的关系曲线371

附录六氧化层厚度与氧化时间和氧化温度的关系388

附录七掩蔽磷、硼扩散所需氧化层厚度与扩散温度、时间的389

关系389

附录八杂质在锗、硅、砷化镓中的扩散系数390

附录九PN结结深与扩散温度和扩散时间的关系391

附录十300K锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质392

附录十一硅与几种金属欧姆接触系数393

附录十二常用物理常数表393