中国科学技术大学物理系微电子专业 第三章：双极型晶体管 §3.1基本原理 §3.2直流IV特性 §3.3晶体管模型 §3.4频率特性 §3.5击穿特性 §3.6功率特性 §3.7开关特性 §3.8晶体管的设计 §3.9异质结晶体管HBT Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2
中国科学技术大学物理系微电子专业 第三章：双极型晶体管 §3.1 基本原理 §3.2 直流IV特性 §3.3 晶体管模型 §3.4 频率特性 §3.5 击穿特性 §3.6 功率特性 §3.7 开关特性 §3.8 晶体管的设计 §3.9 异质结晶体管HBT 2023/5/2 Tuesday 1 Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子考业 简介 双极型晶体管，简称晶体管、晶体三极管、 三极管)：Bipolar Junction Transistor (BJT) 双极型器件是由电子和空穴两种载流子都参 与导电的半导体器件，因此称为双极型。 从P结理论的讨论中已知电流输运是由电子 和空穴两种载流子组成的，故由PN结组成的 晶体管又称作双极晶体管。双极晶体管是最 重要的半导体器件之一。 1947年由贝尔实验室的一个研究小组发明。 Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 2
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 2 简介 • 双极型晶体管，简称晶体管、晶体三极管、 三极管）：Bipolar Junction Transistor（BJT） • 双极型器件是由电子和空穴两种载流子都参 与导电的半导体器件，因此称为双极型。 • 从PN结理论的讨论中已知电流输运是由电子 和空穴两种载流子组成的，故由PN结组成的 晶体管又称作双极晶体管。双极晶体管是最 重要的半导体器件之一。 • 1947年由贝尔实验室的一个研究小组发明。 Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子专业 双极型晶体管 1947年12月23日，第一个基于锗半导体的具有放 大功能的点接触式晶体管面世，标志着现代半导 体产业的诞生和信息时代正式开启 点接触式晶体管： 把间距为50μum的两 个金电极压在锗半 导体上，微小的电 信号由一个金电极 (发射极)进入锗半 导体（基极）并被显 著放大，然后通过 另一个金电极（集电 极)输出，这个器件 在1kHz的增益为4.5 Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 3
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 3 双极型晶体管 1947年12月23日，第一个基于锗半导体的具有放 大功能的点接触式晶体管面世，标志着现代半导 体产业的诞生和信息时代正式开启。 点接触式晶体管： 把间距为50 μm的两 个金电极压在锗半 导体上，微小的电 信号由一个金电极 (发射极) 进入锗半 导体 (基极) 并被显 著放大，然后通过 另一个金电极 (集电 极) 输出，这个器件 在1kHz的增益为4.5. Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物理系微电子考业 1945年，贝尔实验室开始对包括硅和锗在内的几种新材 料进行研究，探索其潜在应用前景。一个专门的“半导体 小组”成立了威廉·肖克利(William Shockley)(中)担任 组长，成员包括约翰-巴丁(John Bardeen)(左)和沃尔 特·布拉顿(Walter Brattain)(右)。因为晶体管的发明， 共同获得了1956年的诺贝尔物理学奖。 Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 4
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 4 1945 年，贝尔实验室开始对包括硅和锗在内的几种新材 料进行研究，探索其潜在应用前景。一个专门的“半导体 小组”成立了威廉·肖克利 (William Shockley)（中） 担任 组长，成员包括约翰·巴丁 (John Bardeen)（左） 和沃尔 特·布拉顿 (Walter Brattain)（右）。因为晶体管的发明， 共同获得了1956年的诺贝尔物理学奖。 Principle of Semiconductor Devices
中国科学技术大学物埋系微电子专业 双极型晶体管 晶体管被誉为“20世纪最伟大的发明”，它的出现为集成 电路、微处理器以及计算机内存的产生奠定了基础。 在晶体管诞生之前，放大电信号主要是通过电子管（真空 三极管)，但由于制作困难、体积大、耗能高且使用寿命 短，人们一直希望能够用固态器件来替换它。 20世纪五六十年代，肖克利在推动晶体管商业化的同时， 造就了如今加州电子工业密布的硅谷地区。晶体管的发明 是物理理论研究、半导体材料技术和科学研究取得重大突 破后的必然结果。 现如今，从播放音乐、合成语音、存储数据、数码摄影 GPS定位到传输和处理互联网上的海量数据，我们的日常 生活中器件和芯片已经成为不可或缺的产品。 Principle of Semiconductor Devices 2023/5/2 5
中国科学技术大学物理系微电子专业 2023/5/2 Tuesday 5 双极型晶体管 晶体管被誉为“20世纪最伟大的发明”，它的出现为集成 电路、微处理器以及计算机内存的产生奠定了基础。 在晶体管诞生之前，放大电信号主要是通过电子管 (真空 三极管)，但由于制作困难、体积大、耗能高且使用寿命 短，人们一直希望能够用固态器件来替换它。 20世纪五六十年代，肖克利在推动晶体管商业化的同时， 造就了如今加州电子工业密布的硅谷地区。晶体管的发明 是物理理论研究、半导体材料技术和科学研究取得重大突 破后的必然结果。 现如今，从播放音乐、合成语音、存储数据、数码摄影、 GPS定位到传输和处理互联网上的海量数据，我们的日常 生活中器件和芯片已经成为不可或缺的产品。 Principle of Semiconductor Devices