微电子器件(3-6)

1、 把基极电流把基极电流 IB 从从 经经 流到流到 所所产生的电压降，当作是由一个电阻产生的，称这个电阻为产生的电压降，当作是由一个电阻产生的，称这个电阻为 ，用，用 表示表示 。由于基区很薄，。由于基区很薄，rbb 的截面积很小，使的截面积很小，使 rbb 的数值相当可观，对晶体管的特性会产生明显的影响。的数值相当可观，对晶体管的特性会产生明显的影响。 以下的分析以以下的分析以 NPN 管为例。管为例。 ( 1 ) 基极金属电极与基区的欧姆接触电阻基极金属电极与基区的欧姆接触电阻 rcon bbconcbbbrrrrr ( 2 ) 基极接触处到基极接触孔边缘的电阻基极接触处到基极接触孔边缘的

2、电阻 rcb ( 3 ) 基极接触孔边缘到工作基区边缘的电阻基极接触孔边缘到工作基区边缘的电阻 rb ( 4 ) 工作基区的电阻工作基区的电阻 rb 基极电阻基极电阻 rbb 大致由以下大致由以下 4 部分串联构成部分串联构成： 对于均匀材料，对于均匀材料， 对于沿厚度方向对于沿厚度方向 ( x 方向方向 ) 不均匀的材料，不均匀的材料，NWqWWLWLR11口0011ddWWRxqN x口 对于矩形的薄层材料，总电阻就是对于矩形的薄层材料，总电阻就是 R口口 乘以电流方向上的乘以电流方向上的方块个数，即方块个数，即口口方块个数） RRdLWdLR(LdI 晶体管中各个区的方块电阻分别为晶体管

3、中各个区的方块电阻分别为 jeEEE01dxRqNx口口ERB1口R2B口RBWjexjcx 指正对着发射区下方的在指正对着发射区下方的在 WB = = xjc - - xje 范围内范围内的基区，也称为的基区，也称为 或或 。jcBjeB1B1BBBB011,ddxWxRRqNxqNx口口或 指在发射区下方以外从表面到指在发射区下方以外从表面到 xjc 处的基区，处的基区，也称为也称为 或或 。jcB2BB01dxRqNx口口ERB1口R2B口RBWjexjcx 为了降低为了降低 rcon 与与 rcb ，通常对基极接触孔下方的非工作基区，通常对基极接触孔下方的非工作基区进行进行高浓度、深结

4、深的高浓度、深结深的重掺杂。重掺杂。ENBN+BN+jcxB3R口CN+jcB3+pB01dxRqNx口 重掺杂非工作基区的方块电阻为重掺杂非工作基区的方块电阻为 式中，式中， 代表代表 ，单位为，单位为.cm2 ，随半导体类型、，随半导体类型、掺杂浓度及金属种类的不同而不同，参见表掺杂浓度及金属种类的不同而不同，参见表 3-2。通常掺杂浓度。通常掺杂浓度越高，则越高，则 C 越小。越小。con,CrA2Bb口宽长RrconbbB222CrlSdrRl口 双基极条结构的双基极条结构的 rcon 与与 rbEBd Se SblBd Sb 圆环形基极条结构的圆环形基极条结构的 rcon 与与 rb

5、B2dd,2rrRr口段上的电阻为dSdBSecon22SB4CrddBeB22b2B2Bed2ln2dSRrrrRdS口口 在产生电阻在产生电阻 rb 与与 rcb 的基区内，基极电流是随距离变化的的基区内，基极电流是随距离变化的分布电流分布电流 Ib(y)，因此这个区域内的基极电阻是因此这个区域内的基极电阻是分布分布参数参数而不是而不是集中参数。但是对于了解一些现象的物理机理，以及对于一些集中参数。但是对于了解一些现象的物理机理，以及对于一些简化的工程计算及电路研究而言，可以简化的工程计算及电路研究而言，可以采用采用 的概念。的概念。 这里的等效，是指这里的等效，是指相等。相等。 双基极条

6、结构的双基极条结构的 rb Bbe( )IIyyS，bB( )2IyIye2Se2S0分布电流为分布电流为B1d,yRl口dy 段上的电阻为段上的电阻为Ib(y) 在在 dy 段电阻上的功耗为段电阻上的功耗为22B1BbB1ed( )dRIyIyRyylSl口口e2B122eB2bBB10e2d12SSIRPyyIRSll口口Ib(y) 在工作基区内的功耗为在工作基区内的功耗为22eB bBB112SI rIRl口ebB112SrRl口2ebBB112SPIRl口 根据等效电阻的概念，这个功率应该与根据等效电阻的概念，这个功率应该与集中集中电流电流 IB 在等效在等效电阻电阻 rb 上的功耗相

7、等，即上的功耗相等，即b2B3Bcb0b2bBB32,B cb2d26SRIPyySlSIRlI r口口B2IB2IbSbSyy00 双基极条结构的双基极条结构的 rcbBbb( ),2IIyySbcbB36SrRl口 圆环形基极结构的圆环形基极结构的 rb 圆环形基极结构的圆环形基极结构的 rcb 很小，可以忽略。很小，可以忽略。B1dd,2rrRr口段上的电阻为e22B1B2b20e2BB12B b4d28SRIPrrSrIRI r口口e2Sb( )Ire2Sr02Bb2e4( ),IIrrSbB118rR口圆环形基极：圆环形基极： （1）减小）减小 R口口B1 与与 R口口B2 ，即增大基区掺杂与结深，但这会，即增大基区掺杂与结深，但这会降低降低，降低发射结击穿电压与提高发射结势垒电容。，降低发射结击穿电压与提高发射结势垒电容。 （2）非工作基区重掺杂，以减小）非工作基区重掺杂，以减小 R口口B3 和和 C 。 （3）减小）减小 Se 、Sb 与与 d ，增长，增长 l ，即采用细线条，并且增加，即采用细线条，并且增加