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文档简介

12.1集成电路材料2.2半导体基础知识

2.3PN结与结型二极管2.4双极型晶体管2.5MOS晶体管第二章 IC制造材料结构与理论22.4双极型晶体管基本结构与工作原理由于双极型晶体管有两个PN结，所以它有四种不同的工作状态。（1）发射结正偏，集电结反偏时，为放大工作状态；（2）发射结正偏，集电结也正偏时，为饱和工作状态；（3）发射结反偏，集电结也反偏时，为截止工作状态；（4）发射结反偏，集电结正偏时，为反向工作状态。3电流放大作用放大状态下内部载流子的传输：1.发射结的注入2.基区中的输运与复合3.集电区的收集

电子电流双极型晶体管的放大作用用正向电流放大倍数βF来描述：βF=IC/IB

42.1集成电路材料2.2半导体基础知识2.3PN结与结型二极管2.4双极型晶体管2.5MOS晶体管第二章 IC制造材料结构与理论5工作原理：如果没有任何外加偏置电压，这时，从漏到源是两个背对背的二极管。它们之间所能流过的电流就是二极管的反向漏电流。在栅电极下没有导电沟道形成。如果把源漏和衬底接地，在栅上加一足够高的正电压，从静电学的观点看，这一正的栅电压将要排斥栅下的P型衬底中的空穴而吸引电子。电子在表面聚集到一定浓度时，栅下的P型层将变成N型层，即呈现反型层。N反型层与源漏两端的N型扩散层连通，就形成以电子为载流子的导电沟道。2.5MOS晶体管6引起沟道区产生强表面反型层的最小栅电压，称为阈值电压VT。往往用离子注入技术改变沟道区的掺杂浓度，从而改变阈值电压。阈值电压VT7根据阈值电压不同，常把MOS器件分成增强型和耗尽型两种器件。对于N沟MOS器件而言，将阈值电压VT＞0的器件称为增强型器件，阈值电压VT＜0的器件，称为耗尽型器件。在CMOS电路里，全部采用增强型的NMOS和PMOS。8图2.9

(a)Vgs>VT,Vds=0V(b)Vgs>VT,Vds<Vgs-VT(c)Vgs>VT,Vds>Vgs-VT沟道不再伸展到漏极，处于夹断状态，夹断处的电压降保持在Vds>Vgs-VT

。（一）三个区域9描述NMOS器件性能的理想表达式为：（二）

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