帶隙變窄效應

這是BJT的發射區因為重摻雜所帶來的一種不良現象。

這是BJT的發射區因為重摻雜所帶來的一種不良現象。
(1)帶隙變窄效應的產生機理:
因為半導體重摻雜時將要產生能帶尾和雜質能帶;當摻雜濃度很高時,能帶尾和雜質能帶擴展,以致使得能帶尾和雜質能帶重疊,結果就就使禁帶的實際寬度由Eg變窄了ΔEg ,這就是帶隙變窄效應。
(2)帶隙變窄效應的影響:
這種由於重摻雜所引起的帶隙變窄量ΔEg與發射區摻雜濃度Ne的關係為(室溫下)ΔEg = 22.5 (Ne/1018 )1/2 [meV] .
當重摻雜導致帶隙變窄時,將相應地使得發射區中的本徵載流子濃度由ni變成為nie = ni2 exp[ΔEg / kT] ;發射區中本徵載流子濃度的增大,就將造成發射區的少子濃度peo也相應增加為peo = nie2 / Ne = ( ni2/ Ne ) exp[ΔEg / kT] 。於是,就使得發射結的注射效率降低。總之,發射區重摻雜可引起帶隙變窄,從而導致BJT的放大性能下降。
(3)減弱BJT帶隙變窄效應的技術——多晶矽發射極電晶體
在發射極金屬電極的表面上覆蓋一薄層摻雜多晶矽,可使得本徵矽發射區表面的少數載流子壽命提高,從而能夠明顯地減弱因為高摻雜所帶來發射結注射效率降低的影響,提高電流放大係數以及工作頻率。這種能夠高頻套用的電晶體稱為多晶矽發射極電晶體。

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