作业-BJT

“双极晶体管”作业题

一、设计晶体管电流放大系数时，通常采用使注入效率等于基区输运系数的方案确定发射区

和基区的结构参数。设均匀掺杂晶体管的发射区和基区少子扩散系数均等于10cm2/S，少子寿命等于10－7S

（1）如果要求电流放大系数β0不小于100，则要求发射区Gummel数至少是基区Gummel数的多少倍？基区宽度不能大于多少？

（2）如果要求电流放大系数β0不小于1000，则要求发射区Gummel数至少是基区Gummel数的多少倍？基区宽度不能大于多少？

二、（1）若均匀掺杂NPN晶体管的参数如下所示，请采用理想晶体管模型计算该晶体管的

注入效率、基区输运系数和共射极电流放大系数β0

发射区掺杂浓度N E＝5×1018/CM3，基区掺杂浓度N B＝1×1016/CM3

发射区宽度X E＝0.20μm，基区宽度X B＝0.10μm

发射区少子扩散系数D E=10CM2/S，基区少子扩散系数D B=25CM2/S

发射区少子寿命τE0＝1×10－7S，基区少子寿命τB0＝5×10－7S （2）实际生产中，工艺必然存在分散性。按照上述参数的要求生产出的一批晶体管，如果不考虑其他参数的分散性，只考虑基区宽度X B分散范围在0.08μm到0.12μm之间，请计算这批晶体管共射极电流放大系数β0值的分散变化范围。

三、根据下述均匀掺杂npn晶体管的结构参数数值，计算该晶体管发射极工作电流I E分别

为0.1mA、1mA和10mA情况下的特征频率f T,并说明直流工作电流对晶体管频率特性的影响。

基区宽度X B=0.5μm，基区电子扩散系数D n＝25cm2/s，

BC结势垒区宽度Xd=2.4μm，集电区串联电阻r c＝20Ω，

EB结势垒电容Cje＝1pF，BC结势垒电容Cjc＝0.2pF，

四、（1）绘出PN结隔离双极集成电路中最小尺寸NPN晶体管、双基极条晶体管、三发射极

条交叉梳状结构NPN晶体管、带有肖特基箝位二极管的NPN晶体管、横向PNP

晶体管、纵向PNP晶体管的版图和纵向剖面结构示意图

（2）在版图中标示不同层次的名称

（3）在纵向剖面图中标示起发射区、基区、集电区作用的区域。

五、Consider a prototype npn BJT with the following dopings:

N E=9×1019cm-3N B=4×1017cm-3 N C=6×1016cm-3

What is the minimum value of the metallurgical base width X B0,, such that the punch-through voltage V PT is greater than 6V? （Assume V BE=0.75V）

六、完成下述双极晶体管模型参数信息表格中空格部分的填写