12.1集成電路材料2.2半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)

2.3PN結(jié)與結(jié)型二極管2.4雙極型晶體管2.5MOS晶體管第二章 IC制造材料結(jié)構(gòu)與理論22.4雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理由于雙極型晶體管有兩個(gè)PN結(jié)，所以它有四種不同的工作狀態(tài)。（1）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏時(shí)，為放大工作狀態(tài)；（2）發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)也正偏時(shí)，為飽和工作狀態(tài)；（3）發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)也反偏時(shí)，為截止工作狀態(tài)；（4）發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏時(shí)，為反向工作狀態(tài)。3電流放大作用放大狀態(tài)下內(nèi)部載流子的傳輸：1.發(fā)射結(jié)的注入2.基區(qū)中的輸運(yùn)與復(fù)合3.集電區(qū)的收集

電子電流雙極型晶體管的放大作用用正向電流放大倍數(shù)βF來描述：βF=IC/IB

42.1集成電路材料2.2半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí)2.3PN結(jié)與結(jié)型二極管2.4雙極型晶體管2.5MOS晶體管第二章 IC制造材料結(jié)構(gòu)與理論5工作原理：如果沒有任何外加偏置電壓，這時(shí)，從漏到源是兩個(gè)背對(duì)背的二極管。它們之間所能流過的電流就是二極管的反向漏電流。在柵電極下沒有導(dǎo)電溝道形成。如果把源漏和襯底接地，在柵上加一足夠高的正電壓，從靜電學(xué)的觀點(diǎn)看，這一正的柵電壓將要排斥柵下的P型襯底中的空穴而吸引電子。電子在表面聚集到一定濃度時(shí)，柵下的P型層將變成N型層，即呈現(xiàn)反型層。N反型層與源漏兩端的N型擴(kuò)散層連通，就形成以電子為載流子的導(dǎo)電溝道。2.5MOS晶體管6引起溝道區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)表面反型層的最小柵電壓，稱為閾值電壓VT。往往用離子注入技術(shù)改變溝道區(qū)的摻雜濃度，從而改變閾值電壓。閾值電壓VT7根據(jù)閾值電壓不同，常把MOS器件分成增強(qiáng)型和耗盡型兩種器件。對(duì)于N溝MOS器件而言，將閾值電壓VT＞0的器件稱為增強(qiáng)型器件，閾值電壓VT＜0的器件，稱為耗盡型器件。在CMOS電路里，全部采用增強(qiáng)型的NMOS和PMOS。8圖2.9

(a)Vgs>VT,Vds=0V(b)Vgs>VT,Vds<Vgs-VT(c)Vgs>VT,Vds>Vgs-VT溝道不再伸展到漏極，處于夾斷狀態(tài)，夾斷處的電壓降保持在Vds>Vgs-VT

。（一）三個(gè)區(qū)域9描述NMOS器件性能的理想表達(dá)式為：（二）

表達(dá)式