三极管(BJT管),也称为双性型晶体管
三极管是一个人丁兴旺的“大家族”,其人员众多。因此在电子电路中如果没有三极管的话那么这个电路将“一事无成”。电路中的很多元件都是为三极管服务的,比如电阻、电容等。有必要和大家对三极管进行一下剖析,下面让我们看看三极管的“庐山真面目”。三极管也有三条腿,并且这三条腿不能相互换用,不像MOS管那样其源极(S)和漏极(D)在一定条件下还可以换用的(低频的结型管可以互换)。从图中我们也可以看到,三极管也是有两个PN结构成。我们以NPN型三极管为例来说明这个问题,分别从三个半导体基座中引出三个极,我们给它分别起个名字叫基极、集电极和发射极。这三个端子的相互作用是,通过控制流入基极的电流就可以达到控制发射极和集电极之间的电流的大小,由此我们可以知道三极管是一个电流型控制器件。
以上的MOS晶体管叫做增强型MOS晶体管,MOS晶体管不只有这一种。遂宁晶体管制造公司
线性性能也由晶体管端口在基带频率范围内和载波频率的两倍2fC 的阻抗值决定的。 这些被称为带外终端阻抗。 在设计有源器件(MOS、LDMOS或HBT)时,必须要考虑到这一概念。 二阶非线性谐波根据基极电阻在0Hz和2fC增强或减轻。 据研究结论,允许尽量减少HBT失真的比较好基极终端阻抗是:
其中β是HBT电流增益,g m 是跨导增益。
为了更灵活,研究人员提出了HBT PAs的偏置电路拓扑结构,允许以**的方式重新配置偏置电流和基极阻抗。图3的 配置(a)和(b)之间的折衷通常需要找到,以便比较大限度地提高电击穿电压和热击穿电压,同时**小化基带二次谐波。
放大电路晶体管供应就要制造出来,晶体管就是在晶圆上直接雕出来的,晶圆越大,芯片制程越小。
从1954年到2019年晶体管的学习曲线
图2显示了学习曲线的工作原理,纵轴是每单位生产成本的对数,产品可以是商品或服务,是可以由从事同样劳作,或制造同样产品中反复获益的任何东西。公布的学习曲线通常使用单位产品收益,因为企业不愿透露成本数据。然而,这些公司知道自己的成本,从半导体行业的历史来看,它们利用这些数据进行战略定位,以赢得竞争。学习曲线的横轴是以往生产的产品或服务累计量的对数(归一化值)。学习曲线是一条斜率向下的直线。随着更多的经验或“学习”,单位成本单调下降。由于学习曲线是一个对数(“log/log”)图。在**初,当少量累积量在短时间内翻倍时,数据呈一条直线。随着时间的推移,直线向右移动的速度会变慢,因为需要更长的时间才能使累计量翻倍。每次生产累积量增加一倍,单位成本会减少一个固定百分比。不同产品所占百分比不同,但半导体等行业的各种产品所占百分比往往类似。
图3 晶体三级管的内部工作原理
换句话说,为了让晶体管工作,只需要设计一种外部电路,使基极-发射极间的电流流动就可以了。晶体管都有一个箭头方向,我们可以理解为晶体管的基极-发射极之间加入了一个二极管,而箭头的方向就是二极管的方向,如下图4所示。
当晶体管进行工作时(基极和发射极之间有电流的流动,NPN型是从基极流向发射极,PNP型是从发射极流向基极),基极-发射极间的压降与二极管的压降相同,为0.6~0.7V。也就是说,在设计电路时,只要使晶体管的基极-发射极间的电压设为Vbe>=0.6V,使基极-发射极之间的二极管导通,这样三极管基极-发射极之间就有电流流动,然后再对电路的其他部分进行计算就可以了。
晶体管的功能源于电子的受控运动。
***个晶体管原理图和外观--**手工打造的三极管
由此,物理学家开始考虑如何能够将器件从三维结构改变成二维的结构。多年之后,包括Westen Electric, RCA,GE等公司开发出结型二维晶体三极管。这种晶体管的性能超过了**早的点接触型的晶体三极管。
世界上***个结型晶体三极管
晶体管发明人之一Walter H. Brattain因其贡献和Bardeen、Shockley三人共同荣获了1956年物理诺贝尔奖。也许Brattain在贝尔实验室团队中显得**没有什么才气,性格低调。
在他获奖感言的一开始就说到:“首先我要说的是,在为能够分享这份诺贝尔物理奖”感到无比荣耀的同时,也意识到我只不过是作为为此作出贡献的众多成员的一个**。没有他们的工作和努力,我不会有机会来这儿领奖。”
所以平面晶体管通常也是所谓漂移晶体管。这种晶体管的性能**优于均匀基区晶体管。放大电路晶体管供应
由于三极管的输出电流是比较大的,可以产生较大的功率作为后级驱动器件但是其功耗比较大.遂宁晶体管制造公司
平面晶体管
平面工艺是60年代发展起来的一种非常重要的半导体技术。该工艺是在Si半导体芯片上通过氧化、光刻、扩散、离子注入等一系列流程,制作出晶体管和集成电路。凡采用所谓平面工艺来制作的晶体管,都称为平面晶体管。
平面晶体管的基区一般都是采用杂质扩散技术来制作的,故其中杂质浓度的分布不均匀(表面高,内部低),将产生漂移电场,对注入到基区的少数载流子有加速运动的良好作用。所以平面晶体管通常也是所谓漂移晶体管。这种晶体管的性能**优于均匀基区晶体管。
传统的平面型晶体管技术,业界也存在两种不同的流派,一种是被称为传统的体硅技术(Bulk SI),另外一种则是相对较新的绝缘层覆硅(SOI)技术。平面Bulk CMOS和FD-SOI曾在22nm节点处交锋了。其中,Bulk CMOS是*****的,也是成本比较低的一种选择,因此它多年来一直是芯片行业的支柱。但随着技术的推进,Bulk CMOS晶体管容易出现一种被称为随机掺杂波动的现象。Bulk CMOS晶体管也会因此可能会表现出与其标称特性不同的性能,并且还可能在阈值电压方面产生随机差异。解决这个问题的一种方法是转向完全耗尽的晶体管类型,如FD-SOI或FinFET。
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