第5章-三極管的時間與頻率特性復習課程

第5章-三極管的時間與頻率特性5.1.1基區過剩少數載流子和基區充電時間---長基區二極管

n+—p二極管，基區寬度為w（p區）；正偏時，少子注入基區。長基區二極管：少子隨距離的增加指數下降，到達x=W處，所有少子均被復合。基區過剩少子（電子）電量QB：（2.119）（2.107）（2.108）5.1.1基區過剩少數載流子和基區充電時間---長基區二極管（續）把方程（2.107）和（2.108）代入（2.119）得（2.120）上式利用了和少子充滿基區時間：在寬基區二極管中，少子充滿基區的時間等于少子壽命。(2.98)

5.1.1基區過剩少數載流子和基區充電時間---短基區二極管短基區二極管：所有少子均能通過基區而沒有被復合。（2.111）（2.112）對于短基區，把方程（2.111）和（2.112）代入（2.119）得：（2.121）5.1.1基區過剩少數載流子和基區充電時間---短基區二極管（續）基區傳輸時間tB定義為：

（2.122）

上式利用了上式也等于少數載流子通過短基區的平均時間。在短基區二極管中，少子充滿基區的時間等于基區傳輸時間。5.1.2通過短基區二極管的平均時間由方程（2.111），在窄基區二極管中，任一點的過剩少數載流子濃度為：（2.123）v(x)是x點過剩載流子速度，有過剩載流子在x點產生的電流密度為：（2.124）由方程（2.112）給出的電流密度為：（2.112）上式利用了（2.111）式（2.125）5.1.2通過短基區二極管的平均時間（續）假設忽略窄基區中載流子的復合，電流連續要求Jn(x)與x無關，則由（2.124）和（2.125）得：（2.126）通過短基區二極管的平均時間：（2.127）比較（2.122）和（2.127）可知，基區傳輸時間等于少子通過窄基區的傳輸時間。例：WB=0.1

m，NB=2

1018cm-3，

n=300cm2/Vs，tB<1

10-11s，少子壽命為1

10-7s數量級，由此可見，可以忽略基區復合效應。5.1.3正偏二極管的放電時間（正偏到反偏）假設：（1）二極管有一個單位橫截面積；（2）外加正向偏壓VF和反向偏壓VR>它的內建電勢。5.1.3正偏二極管的放電時間（續）（1）t<0時，正向電流IF

VF/R；（2）t=0時，由正向偏壓VF變為反向偏壓VR；（3）0<t<ts，基區過剩電子開始反向擴散到二極管耗盡區，電子在耗盡區邊緣迅速被電場掃過。電流為常數。IR=VR/R，放電時間受電阻限制。Vsat=1

107cm/s，Xdep=0.1

m，通過耗盡層的時間在10-12s數量級<基區過剩少數載流子完全耗盡的時間。因此，放電時間受外加電阻R的限制。（4）t=ts，臨界時間。過剩電子繼續減小，電流開始減小。過剩少子（電子）已經耗盡到反向電流受少子限制，而不是外加電阻；（5）t>ts，過剩電子耗盡后，反向電流受二極管漏電流制約。5.1.3正偏二極管的放電時間（計算）由電流連續方程[方程（2.92）]可知：（2.128）電子壽命（2.93）Rn，Gn為電子的復合和產生率（2.128）式兩邊乘以—q，然后積分得：（2.129）或（2.130）

5.1.3正偏二極管的放電時間（計算）（續）是外電阻R上的電流，方程（2.130）變為：（2.131）解之得：（2.132）（2.133）QB(0)是二極管由正偏變為反偏時的過剩電荷。

5.1.3正偏二極管的放電時間（討論）--

長基區二極管的放電時間

圖2.20QB(t)/QB(0)與t/

的關系由方程（2.120）知，對于電子QB為“負”，方程（2.133）為：QB(t)/QB(0)與t/

的關系電荷控制分析基