晶体管的电路放大系数Word文档下载推荐.docx

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首先我们来介绍一下基区传输系数。

已知，上一节课我们已经学习了表达式的第一个参数即晶体管的发射效率，下面我们来学习第二个参数即晶体管的基区传输系数。

它是到达集电结的电子电流与进入基区的电子电流之比，即，那它可以转化成吗，也就是是发射区的电子电流流入基区的电子电流吗？

严格意义上来讲还包括一部分基区本身的电子被集电区抽取所形成的电流，但是因为很小，所以在计算时我们认为。

这样。

我们将电流密度的边界值，代入的表达式，化简得到，这个是双曲余弦的倒数函数。

再用数学方法化简可以得到：

。

从这个表达式可以看出，为了让基区输运系数尽可能的接近于1，我们要让基区宽度尽可能小，让电子在基区的扩散长度尽可能大。

这在器件设计时要求基区宽度很窄来使尽可能小，并且是轻掺杂来使基区的扩散长度尽可能大。

下面我们来介绍一下集电区倍增因子。

它是集电区的总电流与发射区注入到集电区的电流之比，即，是由于，其中，所以我们直接取。

下面我们来介绍一下共基极电流放大系数。

通过前面的求解我们得到了和的材料和结构参数表达式，；

分别将其代入共基极电流放大系数得表达式得到。

从这个式子我们可以看出共基极电流放大系数和基区宽度密切相关，基区宽度既影响一阶相，又影响二阶项。

变薄可以使快速的向1靠拢。

所以要求基区宽度要尽可能的薄。

下面我们来介绍一下共射极电流放大系数。

已知共射极电流放大系数为：

，将代入分子可以的得到，，再将共基极电流系数表达式代入分母，就可以得到的关系式，即为。

式中，第一项为发射极空穴电流与电子电流之比，为发射效率项，第二项为基区复合电流与发射极电子电流之比，称为体复合项。

因为基区的宽度很薄，所以。

下面我们来回顾一下这节课所学习的内容，这节课主要介绍了两个方面，一是放大系数的参数，主要介绍了基区传输系数和集电区倍增因子；

二是放大系数表达式，主要介绍了共基极电流放大系数和共射极电流放大系数。

大家好，这节课我们继续来学习放大系数的影响因素。

放大系数的大小决定着一个晶体管的好坏，只有了解影响其放大系数的因素，对其加以控制，才能制备出性能优越的晶体管。

这节课的学习目标主要分成两个部分，一是发射结复合电流，主要从定性和定量两个方面介绍了发射结复合电流对电流增益的影响；

二是Webster效应，同样也是从定性和定量两个方面介绍了Webster效应对电流增益的影响。

首先我们来介绍一下发射结复合电流的定性分析过程。

复合电流在小电压小电流时起主要作用。

这个理论同样适用于发射结的复合电流。

下面我们来具体探究一下。

如左图所示，在之前探究的过程中，我们只考虑，和，忽略了发射结内部的复合电流。

现在我们将考虑进去，来看一下它到底有什么影响。

我们知道在势垒区，电子和空穴的载流子浓度乘积为：

。

复合率的公式为：

，指的是单位体积单位时间的复合率，具体的推导过程在半导体物理的知识里面学习过，在这里我们不再推导。

因此我们得到复合电流的大小等于复合率乘以体积，再乘电量，即：

已知发射效率为：

代入电流的表达式。

，可以得到。

观察这个表达式，我们可以发现和影响的是表达式的前两项，而的作用体现在表达式的最后一项。

当电压值很大时，最后一项的值基本为0。

只有电压值比较小时，最后一项的影响才会比较大。

同时也可以得到当电压值降低时，发射效率的值变小，电流增益也随之减小。

发射效率的值变小，到达集电极电流也会变小；

电流增益变小，电流增益也会变小。

下面我们来介绍一下发射结复合电流的定量分析过程。

已知，这个式子本身不好化简，所以我们来研究它的倒数，正比于；

正比于；

正比于，正比于，所以正比于。

电流增益与集电极电流分别取对数再求比值得，引入中间变量并且化简得，可以发现比值为定值，也就是在电流比较小的情况下，其图像应该为一条直线，如图所示。

下面我们来介绍一下Webster效应的定性分析过程。

NPN型晶体管为例，发射区注入基区的电子量可以和基区本身的空穴浓度相近时，可以视为大注入。

在大注入时，集电结的内部会产生一个扩散区，扩散区内部的自建电场和反向外加电压产生的电场同向，所以此时基区电子的扩散系数加倍，即；

由于一部分外加偏压也加在了扩散区两端，所以耗尽区两端的电压会减半，即；

此时的集电极电流表达式为：

，但是大注入条件下空穴产生的电流大小不变，仍然为：

下面我们来介绍一下Webster效应的定量分析过程。

，。

但是这一个式子里面的正比于；

正比于，这样它们的比例系数就无法消掉了，所以正比于。

结合集电极电流的表达式可以发现。

经过一系列的化简，最终我们可以得到，第一项是由于Webster效应引起的，第二项是由于基区复合引起的，由于，所以正比于，第三项是由于发射结复合电流引起的，但是大注入时，大小近似为0。

也就是在大注入的条件下电流增益与集电极电流的乘积为定值，以其对数为坐标的图上表现为一条斜率为负值的直线，如图所示。

下面我们来回顾一下这节课所学习的内容，这节课主要介绍了两个方面，一是发射结复合电流，主要介绍了定性分析过程和定量分析过程；

二是Webster效应，也主要介绍了定性分析过程和定量分析过程。