1.6 VÍ DỤ THIẾT KẾ BJT

§1.6 Ví dụ thiết kế BJT Phần này sẽ xem xét một thiết kế cho việc chế tạo một BJT với một lớp ngầm như đã nói tới ở phần trước.. Tuần tự thiết kế và chế tạo chưa được đề cập ở đây.. Các

Đặc trưng I-V:

⎢⎣

2

1

D D

T G

i

n

L

ZC

Z: chiều sâu của kênh, L: chiều dài kênh, Ci : điện dung lớp cách điện trên đơn vị diện tích, µ n độ linh động bề mặt của điện tử

§1.6 Ví dụ thiết kế BJT

Phần này sẽ xem xét một thiết kế cho việc chế tạo một BJT với một lớp ngầm như đã nói tới ở phần trước Tuần tự thiết kế và chế tạo chưa được đề cập ở đây Hình (1.6.1) là sơ đồ của một n+pn+ BJT

Các thông số quan trọng là hệ số khuếch đại dòng base-collector, β, tần số cutoff, là tần số ứng với sự suy giảm của hệ số khuếch đại ac về đơn

vị, tần số cắt alpha, fα, liên quan với thời gian dịch chuyển của hạt tải thứ yếu qua miền base τB, tương ứng với sự suy giảm 3 dB của độ lợi so với giá trị của nó ở tần số thấp:

trong đó η là hệ số phụ thuộc vào mức pha tạp (=2 cho base pha tạp đồng nhất), và vào điện trường áp đặt

Ngoài ra còn có hai tiêu chuẩn cho sự hoạt động bình thường của

transistor Một là thế đánh thủng Dưới điều kiện phân cực ngược, có hai nguyên nhân gây ra hiện tượng đánh thủng Một là tunnel do điện trường cảm ứng (thường giữa hai miền pha tạp mạnh, hiệu ứng Zener) Hai là đánh thủng thác lũ, do các cặp điện tử-lỗ trống được tạo ra do các hạt tải được gia tốc bởi điện trường Thế đánh thủng (BV) thường liên quan với hệ số nhân collector như sau:

[ ]n

CB

V

M

o

) /(

1

1

−

=

Trong đó n là hằng số và (BV)Cbo là thế đánh thủng hở mạch

Độ lợi dòng α được biểu diễn bởi:

γ α

E

En En

Cn Cn

C E

I

I I

I I

I I

I

=

=

=

Trong đó αT là hệ số vận chuyển base,

2

2 / 2 1

1 sec

n b

n

b T

L W

L

W h

+

≈

≈

α

E

B G

G /

1

1 +

≈

γ

Trong đó Ln là quãng đường khuếch tán của điện tử, số Gummel GB được xác định bởi:

(1.6.1)

nB

Bo base

B nB

B

D

q

Q dx

x

N D

) (

và GE được xác định tương tự cho emitter, QBo là điện tích tiếp xúc của base Dấu xấp xỉ ứng với điều kiện Wb >> Ln

[ ]n

CBo CB

b E

B G W L V BV

1

+

≈ β

Nếu giả thiết có một phân bố Gauss của nồng độ tạp chất (kết quả của

Với NC là nồng độ tạp ở collector (bên phía base của chuyển tiếp

collector-base), khi đó:

dx N dy

e dy

e N

Dt q

EB

x

x C

t y

t y Bo

Bo

∫

∫

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

0

2 / 0

2 /

2 / 1

2

Với

( )1 / 2

1

2 Dt

x

( )1 / 2

2

2 Dt

x

Trong đó xEB và xCB là khoảng cách từ bề mặt tới mép của các miền

emitter-base và collector-base tương ứng Khi đó:

(1.6.2)

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

−

=

q

W Q x

N q

x Q q

S

CBo

2 2

) (

2 1 1

ε Với x1 = xepi - xBC

Các phương trình (1.6.1 vă 1.6.2) dùng để xác định công nghệ chế tạo Vấn đề có thể được phát biểu dưới dạng: cho các giá trị mong muốn của β,

fT, (BV)CBo, và RSB (trở kháng sheet của base), cần xác định kích thước và

cách thức pha tạp cho việc chế tạo BJT như hình (1.6.1) Bài toán và lời