晶体管原理PDF电子书下载

目录 1

第一章　p-n结 1

§1.1　概述 1

1.1.1 p-n结的形成 1

1.1.2　p-n结的杂质分布 2

§1.2 p-n结的能带图 2

1.2.1　平衡p-n结的能带图 2

1.2.2　非平衡p-n结的能带图 5

§1.3 p-n结空间电荷区的电场和电位分布 7

1.3.1　突变结空间电荷区的电场和电位分布 8

1.3.2　线性缓变结空间电荷区的电场和电位分布 10

1.3.3　对“耗尽层”近似的讨论 12

§1.4 p-n结的直流特性 15

1.4.1　在外加直流电压下p-n结内的载流子分布和电流分布 15

1.4.2 p-n结直流特性的理论分析 17

1.4.3　对p-n结直流特性的讨论 20

1.4.4　温度对p-n结电流、电压的影响 27

§1.5 p-n结的交流特性 29

1.5.1 p-n结小信号交流特性 29

1.5.2　小讯号交流导纳 30

1.5.3 p-n结的扩散电容 32

1.6.1　突变结势垒电容 33

§1.6 p-n结的势垒电容 33

1.6.2　线性缓变结势垒电容 36

1.6.3　扩散结势垒电容 36

§1.7 p-n结的开关特性 44

1.7.1　电荷储存效应 44

1.7.2　反向恢复时间 46

§1.8 p-n结的击穿 48

1.8.1　基本击穿机构 48

1.8.2　雪崩击穿电压的分析 50

1.8.3　对雪崩击穿电压的讨论 57

附录1-1　突变结势垒电容 66

附录1-2　线性缓变结势垒电容 69

附录1-3　柱型和球型突变结的雪崩击穿电压 72

附录1-4　离子注入结的最小曲率半径 74

第二章　晶体管的直流特性 79

§2.1　概述 79

2.1.1　晶体管的基本结构 79

2.1.2　晶体管的放大作用 81

2.1.3　载流子在晶体管内的传输 83

2.1.4　晶体管的特性曲线 84

§2.2 晶体管直流特性的理论分析 86

2.2.1　均匀基区晶体管直流特性的理论分析 87

2.2.2　缓变基区晶体管直流特性的理论分析 93

2.2.3　埃伯尔斯-莫尔模型 97

§2.3　晶体管的电流放大系数 99

2.3.1　均匀基区晶体管的短路电流放大系数 99

2.3.2　缓变基区晶体管的短路电流放大系数 104

2.3.3　影响电流放大系数的一些因素 107

§2.4　晶体管的反向电流 116

2.4.1　ICBo 116

2.4.2　IEBO 117

2.4.3 ICEO 117

2.4.4　发射极浮动电压VEB（fi） 118

§2.5　晶体管的击穿电压 119

2.5.1 BVEBO和BVCBO 119

2.5.2 BVCEO、BVCER、BVCEX、BVCES 119

2.5.3 穿通电压VPT 123

§2.6 晶体管的基极电阻 123

2.6.1 梳状晶体管的基极电阻 123

2.6.2 圆形晶体管的基极电阻 125

§2.7 晶体管输入正向压降与饱和压降 126

2.7.1 输入正向压降VBES 127

2.7.2 饱和压降VCES 127

§2.8 晶体管小讯号等效电路 132

附录2-1 关于缓变基区晶体管直流连续性方程的解 134

附录2-2 关于缓变基区晶体管基区输运系数的简化 135

附录2-3 禁带变窄对发射效率的影响 136

附录2-4 关于（2-275）式中pc（0）、xc的确定 137

第三章 晶体管的频率特性 141

§3.1 概述 141

§3.2 晶体管交流特性的理论分析 142

3.2.1 均匀基区晶体管交流特性的理论分析 142

3.2.2 缓变基区晶体管交流特性的理论分析 148

3.3.1 晶体管的高频Y参数及其等效电路 152

§3.3 晶体管的高频参数与等效电路 152

3 3.2 晶体管的高频h参数及其等效电路 160

3.3.3 晶体管的寄生参数 164

§3.4 共基极电流放大系数及其截止频率 165

3.4.1 发射效率与发射极延迟时间常数 166

3.4.2 基区输运系数与基区渡越时间 168

3.4.3 集电结势垒区输运系数与集电结势垒区渡越时间 171

3.4.4 集电区倍增因子与集电极延迟时间常数 173

3.4.5 共基极电流放大系数截止频率 174

§3.5 共发射极电流放大系数及其截止频率 175

3.5.1 共发射极电流放大系数截止频率 175

3.5.2 特征频率 178

3.5.3 特征频率与电流、电压的关系 179

3.5.4 提高特征频率的途径 180

§3.6 晶体管的高频功率增益 181

3.6.1 晶体管的功率增益和最大有用功率增益 182

3.6.2 晶体管的高频功率增益 184

3.6.3 最高振荡频率和高频优质 186

3.6.4 功率增益随工作点的变化及提高功率增益的途径 186

附录3-1 基区电子密度的微扰分量 187

附录3-2 晶体管等效电路参数转换关系 189

4.1.1 基区电导调制效应和大注入自建电场 193

§4.1 晶体管集电极最大电流 193

第四章 晶体管的功率特性 193

4.1.2 有效基区扩展效应 200

4.1.3 发射极电流集边效应 210

4.1.4 集电极最大电流 213

§4.2 晶体管的最大耗散功率 214

4.2.1 晶体管的热流分析 214

4.2.2 稳态热阻 216

4.2.3 瞬态热阻 218

4.2.4 晶体管的最大耗散功率 222

§4.3 晶体管的二次击穿和安全工作区 222

4.3.2 二次击穿原因分析 223

4.3.1 二次击穿现象 223

4.3.3 防止二次击穿的主要措施 225

4.3.4 晶体管的安全工作区 229

附录4-1 在连续矩形脉冲工作时的瞬态热阻 230

附录4-2 发射极镇流电阻 230

第五章 晶体管的开关特性 234

§5.1 晶体管的开关作用 234

§5.2 晶体管的开关过程 235

5.2.1 延迟过程 236

5.2.2 上升过程 237

5.2.3 超量储存电荷的消失过程 238

§5.3 晶体管的开关时间 239

5.2.4 下降过程 239

5.3.1 延迟时间 242

5.3.2 上升时间 244

5.3.3 储存时间 246

5.3.4 下降时间 251

第六章 晶体管的噪声特性 255

§6.1 晶体管的噪声和噪声系数 255

6.1.1 晶体管的噪声 255

6.1.2 晶体管的噪声系数 255

§6.2 晶体管的噪声源 256

6.2.1 1/f噪声 256

6 2.2 热噪声 257

6.2.3 散粒噪声 258

6.2.4 晶体管噪声等效电路的转换和分配噪声 261

§6.3 晶体管的噪声系数 263

6.3.1 P波段晶体管的噪声系数 264

6.3.2 S波段晶体管的噪声系数 265

第七章 晶体管的设计 270

§7.1 概述 270

§7.2 晶体管的纵向结构设计 272

7.2.1 扩散结管芯的纵向杂质浓度分布 272

7.2.2 离子注入结管芯的纵向杂质浓度分布 275

7.2.3 晶体管纵向结构参数的选取 276

§7.3 晶体管的横向结构设计 282

7.3.1 晶体管的图形结构 283

7.3.2 晶体管横向结构参数的选取 289

7.3.3 有关图形结构设计的一些问题 293

§7.4 关于晶体管的热学设计 295

§7.5 几种类型晶体管的设计举例 301

7.5.1 高频大功率晶体管的设计 301

7.5.2 中功率开关晶体管的设计 310

7.5.3　高耐压大功率晶体管的设计 317

7.5.4　微波低噪声晶体管的设计 322

8.1.1　JFET的基本工作原理 331

第八章　场效应晶体管 331

§8.1　结型场效应晶体管 331

8.1.2　JFET的电流-电压特性 333

8.1.3　JFET的一般特性 337

§8.2　MOS结的特性 346

8.2.1　半导体表面区的性质 346

8.2.2　理想MOS结构的电容-电压特性 352

8.2.3　MOS结的阈值电压 354

§8.3　MOS晶体管 357

8.3.1　MOS晶体管的基本工作原理 357

8.3.2　MOS晶体管的电流-电压特性 362

8.3.3　MOS晶体管的一般特性 367

总附录 376

Ⅰ．常用物理常数表 376

Ⅱ．锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质（300K） 376

Ⅲ．硅与几种金属的欧姆接触系数Rc 377

Ⅳ．锗、硅电阻率与杂质浓度的关系 377

Ⅴ．迁移率与杂质浓度的关系 377

Ⅵ．杂质在硅中的最大溶解度与温度的关系图 378

Ⅶ．余误差函数 378

Ⅷ．硅扩散层表面杂质浓度与扩散层平均电导率的关系曲线 380

主要符号表 395