晶体管原理与设计PDF电子书下载

第一章 pn结 1

第一节 概述 1

目录 1

第二节 pn结的整流特性 2

一、pn结的单向导电性 2

二、平衡时的pn结 3

三、pn结的正向直流特性 8

四、硅pn结正向特性实验曲线与理论公式的比较 16

五、pn结的反向特性 20

一、电容对pn结整流特性的影响 23

第三节 pn结电容效应 23

二、pn结电容的来源 24

三、pn结势垒电容 25

第四节 pn结隧道效应 37

一、重掺杂pn结的伏安特性 37

二、隧道过程 38

第五节 pn结的击穿 40

一、什么是击穿现象 40

二、pn结为什么会被击穿 41

三、雪崩击穿电压VB的计算 42

四、对雪崩击穿电压的讨论 46

五、实际碰到的不良击穿特性及其原因 49

第二章 晶体管原理和特性 53

第一节 晶体管的结构及杂质分布 53

一、合金管的管芯结构及其杂质分布 53

二、平面晶体管的管芯结构及其杂质分布 54

第二节 晶体管的放大作用 55

一、从pn结到npn晶体管的转化 55

二、晶体管电流放大系数 56

三、晶体管的电压和功率放大作用 57

第三节 晶体管的电流传输过程和放大原理 58

一、晶体管的能带图和载流子分布 58

二、晶体管中电流是怎样传输的 59

三、发射效率和基区输运系数 60

四、共发射极接法的电流传输过程 61

第四节 电流放大系数和晶体管结构之间的关系 62

一、均匀基区晶体管的电流放大系数 62

二、缓变基区晶体管的电流放大系数 64

三、势垒复合和表面复合对电流放大系数的影响 68

第五节 晶体管的直流特性 70

四、实际生产中如何提高电流放大系数 70

一、晶体管的特性曲线 71

二、晶体管的反向截止电流 73

三、晶体管的击穿电压和穿通电压 75

四、不正常的输出特性曲线 79

第六节 晶体管中的体电阻 81

一、晶体管的基区电阻 82

二、晶体管的集电区电阻 85

一、低频小信号工作时的特性方程和等效电路 88

第七节 晶体管低频小信号特性 88

二、基区宽度调变效应及其对低频小信号特性的影响 90

三、晶体管的低频小信号h参数 93

第三章 晶体管的频率特性 99

第一节 晶体管的高频特性 99

一、高频时晶体管电流放大系数下降的现象 99

二、截止频率和特征频率的基本概念 99

三、高频时晶体管电流放大系数下降的原因 101

四、特征频率fT与晶体管结构参数的关系 108

六、提高特征频率的途径 112

五、特征频率与电流、电压的关系 112

第二节 高频晶体管的功率增益和最高振荡频率 114

一、高频等效电路和最佳高频功率增益 114

二、高频优值和最高振荡频率fM 117

三、功率增益与集电极电流、电压的关系 118

四、提高最高振荡频率或功率增益的途径 119

第四章 晶体管的功率特性 122

第一节 晶体管的大电流特性 122

一、集电极最大允许电流IcM 122

二、大电流工作时产生的三个效应 123

三、大电流时βO和fT下降的物理原因 132

四、发射极单位周长的电流容量 133

第二节 晶体管的最大耗散功率PcM和热阻RT 134

一、晶体管的最大耗散功率PcM 134

二、晶体管的热阻RT 135

第三节 晶体管的二次击穿和安全工作区 140

一、什么叫二次击穿 140

二、发生二次击穿的原因 141

三、改善晶体管二次击穿特性的措施 143

一、梳状结构 146

四、晶体管的安全工作区 146

第四节 高频大功率晶体管的图形结构 146

二、覆盖结构 147

三、网格结构 148

四、三种基本图形的比较 148

五、其他图形结构简介 150

一、什么是噪声 153

二、噪声系数 153

第一节 噪声和噪声系数 153

第五章 晶体管的噪声特性 153

第二节 晶体管内部噪声的来源 154

一、热噪声 154

二、散粒噪声 155

三、1/f噪声 155

四、噪声系数的频谱 155

第三节 噪声系数公式和减小噪声系数的措施 156

一、噪声系数公式 156

二、减小晶体管噪声系数Ny的措施以及各参数之间的关系 157

一、二极管的开关作用 159

第一节 晶体管的开关作用 159

第六章 晶体管的开关特性 159

二、晶体管的开关作用 160

三、晶体管的截止态和饱和态 161

第二节 二极管的开关时间 163

一、二极管的反向恢复过程 163

二、电荷存贮效应 164

三、二极管的贮存时间t？ 165

第三节 晶体管的开关时间 167

一、晶体管的开关过程 167

四、如何减小二极管的反向恢复时间 167

二、延迟过程和延迟时间td 169

三、上升过程和上升时间tγ 170

四、贮存过程和贮存时间t？ 171

五、下降过程和下降时间tf 173

六、开关时间的计算公式 173

七、提高开关速度的途径 176

第四节 晶体管的正向压降和饱和压降 178

一、二极管的正向压降 178

二、晶体管的共发射极正向压降VbeR 179

三、晶体管的共发射极饱和压降Vce？ 180

第七章 晶体管的设计 182

第一节 概述 182

第二节 高频大功率晶体管的设计 183

一、根据使用要求确定主要参数及其指标 183

二、纵向结构参数的确定 185

三、横向结构参数的确定 187

四、主要电学参数的验算 190

第三节 中功率开关晶体管的设计 192

第四节 高反压大功率晶体管的设计 197

第五节 超高频低噪声晶体管的设计 200

第八章 其他半导体器件 207

第一节 可控硅整流器 207

一、概述 207

二、可控硅整流器的制造工艺 208

三、可控硅的工作原理 209

第二节 单结晶体管 212

一、工作原理 212

二、单结晶体管的结构和制造方法 214

第三节 雪崩二极管 215

一、雪崩二极管产生微波振荡的基本原理 216

二、雪崩二极管的结构和制造方法 219

第四节 体效应二极管 221

一、什么是体效应 221

二、砷化镓的能带结构与负阻效应 222

三、耿氏二极管的基本工作原理 223

四、耿氏二极管的结构和制造方法 225

第五节 发光二极管 226

一、发光二极管的原理和特性 227

二、常用的几种发光二极管材料与器件 228

三、发光二极管的特性 230

四、用发光二极管制作的固体显示器件 231

附录 232

Ⅰ．常用物理常数表 232

Ⅱ．锗、硅、砷化镓、二氧化硅的重要性质 232

Ⅲ．硅与几种金属的欧姆接触系数Rc 232

Ⅳ．锗、硅电阻率与杂质浓度的关系 233

Ⅴ．迁移率与杂质浓度的关系 233

Ⅵ．杂质在硅中的最大溶解度与温度的关系 234

Ⅶ．硅扩散层表面杂质浓度与扩散层平均电导率的关系曲线 234