1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

BJT BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR

72 6 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề BJT – Bipolar Junction Transistor
Tác giả Nguyễn Thị Thiên Trang
Trường học Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Vật Lý Linh Kiện Điện Tử
Thể loại bài giảng
Thành phố Thành Phố Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 72
Dung lượng 8,64 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

GIỚI THIỆU CHUNG2 ❖ Cấu tạo & nguyên lý hoạt động BJT ❖ Các cách mắc mạch & các dạng đặc tuyến tương ứng... Cực phát Emitter phát các hạt tải đến cực thu collector và dòng hạt tải này đư

Trang 1

Trình bày: NGUYỄN THỊ THIÊN TRANG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VẬT LÝ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

Chap 3:

BJT – BIPOLAR JUCNTION TRANSISTOR

Trang 2

GIỚI THIỆU CHUNG

2

Cấu tạo & nguyên lý hoạt động BJT

❖ Các cách mắc mạch & các dạng đặc tuyến tương ứng

Trang 4

Understanding of BJT

force – voltage/current water flow – current

- amplification

CẤU TẠO TRANSISTOR

Trang 5

CẤU TẠO TRANSISTOR

Cấu tạo mặt cắt ngang của transistor NPN

Trang 6

CẤU TẠO TRANSISTOR

Trang 7

Cực phát (Emitter) phát các hạt tải đến cực thu (collector)

và dòng hạt tải này được điều khiển bởi cực nền (base)

CẤU TẠO TRANSISTOR

Trang 8

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Trang 9

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

+ Chế độ đảo (tích cực đảo): Tiếp giáp BE phân cực ngược, tiếp giáp BC phân cực thuận, đây là chế độ không mong muốn

Trang 10

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Trang 11

Gồm có 3 đặc tuyến thông dụng sau:

a Đặc tuyến vào IB = f(VBE) VCE = Cte

Trang 12

BJT RÁP CE – ĐẶC TUYẾN

b Đặc tuyến ra I C = f ( V CE ) I B =Cte

Trang 13

BJT RÁP CE – ĐẶC TUYẾN

b Đặc tuyến ra I C = f ( V CE ) I B =Cte

Trang 14

c Đặc tuyến truyền IC = f ( IB) VCE = Cte

Ic ( mA)

• Trong dải thay đổi

nhỏ của IB, IC thay đổi

Trang 15

15

Trang 16

BJT GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG

16

Trang 17

How the BJT works

• Figure shows the energy levels in an NPN transistor under no externally applying voltages

• In each of the N-type layers conduction can take place by the free movement of

electrons in the conduction band

• In the P-type (filling) layer conduction can take place by the movement of the free

holes in the valence band

• However, in the absence of any externally applied electric field, we find that depletion zones form at both PN-

Junctions, so no charge wants to move from one layer

to another

NPN Bipolar Transistor

Trang 18

• What happens when we apply a moderate voltage between the collector and base parts

• The polarity of the applied voltage is chosen to

increase the force pulling the N-type electrons and P- type holes apart

• This widens the depletion zone between the collector and base and so no current will flow

• In effect we have biassed the Base-Collector diode junction

reverse-Apply a Collector-Base voltage

How the BJT works

Trang 19

Charge Flow • What happens when we apply a relatively small Emitter-Base voltage

whose polarity is designed to bias the Emitter-Base junction

forward-• This 'pushes' electrons from the Emitter into the Base region and sets

up a current flow across the Base boundary

Emitter-• Once the electrons have managed to get into the Base region they can

respond to the attractive force from the positively-biassed Collector

region

• As a result the electrons which get into the Base move swiftly towards the Collector and cross into the Collector region

• Hence a Emitter-Collector current magnitude is set by the chosen

Emitter-Base voltage applied

• Hence an external current flowing in the circuit

Apply an Emitter-Base voltage

Trang 20

• Some of free electrons crossing the Base encounter a hole and 'drop into it'

• As a result, the Base region loses one of its positive

charges (holes)

• The Base potential would become more negative (because of the removal of the holes) until it was negative

enough to repel any more electrons from crossing the Emitter-Base junction

• The current flow would then stop

Some electron fall into a hole

Charge Flow

Trang 21

• To prevent this happening we use the applied E-B voltage to remove the captured electrons from the base and maintain the number of holes

• The effect, some of the electrons which enter the transistor via the Emitter emerging again from the Base rather than the Collector

• For most practical BJT only about 1% of the free electrons which try to cross Base region get caught in this way

• Hence a Base current, I B, which is typically around one hundred times smaller than the

Emitter current, I E

Some electron fall into a hole

Charge Flow

Trang 22

GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG

Trạng thái cân bằng - không có dòng chuyển dời của hoạt mang điện

Trang 24

FABRICATION PROCESS

24

https://www.youtube.com/watch?v=fwNkg1fsqBY

Trang 25

MINIMUM FEATURE SIZE

25

Trang 27

MINIMUM FEATURE SIZE

27

Trang 28

IC MANUFACTURING

28

Trang 29

IC FABRICATION

29

Trang 31

31

Trang 32

DESIGN - LAYOUT

32

Trang 33

DESIGN – ELEMENT CELL LIBRARY

33

Trang 34

WAFER PREPARATION

34

Trang 35

WAFER PREPARATION – SAND/INGOT

35

Trang 36

WAFER PREPARATION – CRYSTAL

PULLING

36

Trang 37

WAFER PREPARATION –INGOT/WAFER

37

Trang 38

WAFER PREPARATION – Wafer Slicing &

Polishing

38

Trang 39

WAFER PREPARATION – Wafer

Manufacturing Process Overview

39

Trang 40

THIN FILMS

40

Trang 41

THIN FILMS - CVD

• Chemical Vapor Deposition (CVD) thermally reacts gases to deposit films

• CVD can be performed over a variety of temperatures from around 400°C

on the low end to over 1,200°C on the high end

• CVD films can be deposited over a variety of different material layers

• Compared to oxidation, CVD films can be deposited at lower

temperatures, can be deposited over material layers other than silicon and

do not consume any of the underlying substrate material the way oxidation does

• CVD can deposit a wide variety of Insulating, Conducting and

Semiconducting films

41

Trang 42

THIN FILMS – CVD DIELECTRIC

42

Trang 43

THIN FILMS – CVD TUNGSTEN

43

Trang 44

THIN FILMS – PVD

44

Trang 45

THIN FILMS – EPITAXIAL SILICON

DEPOSITION

45

Trang 46

FRONT-END PROCESSES

46

Trang 47

FRONT-END PROCESSES

47

Trang 48

48

Trang 49

PHOTOLITHOGRAPHY – ALIGNMENT &

EXPOSURE

49

Trang 50

PHOTOLITHOGRAPHY – Lithography

Pattern Preparation

50

Trang 51

51

Trang 52

PHOTOLITHOGRAPHY - Photoresist

Coating Processes

52

Trang 53

PHOTOLITHOGRAPHY – EXPOSURE

PROCESSES

53

Trang 54

ION IMPLANTATION

54

Trang 55

MINIMUM FEATURE SIZE

55

Trang 56

ION IMPLANTATION – Implanted Ion Path

56

Trang 57

ION IMPLANTATION

57

Trang 58

58

Trang 59

ETCHING – ETCHING TERMINOLOGY

• Isotropic Etching – Etching which is not directional The etchant etches down and sideways at the same rate Most wet etches are Isotropic.

• Anisotropic Etching – Etching which proceeds faster in one direction

than in other directions, i.e., a directional etch Some plasma and ion

beam etches are directional.

• Selectivity – The relative etch rate for an etchant for one material versus another material For example, hydrofluoric acid etches oxide but not

silicon; hydrofluoric acid, therefore, has a high selectivity for oxide over silicon.

59

Trang 60

60

Trang 61

ETCHING – Isotropic Versus Anisotropic

Etching

61

Trang 62

ETCHING – Anisotropic Etch Mechanisms

62

Trang 63

63

Trang 64

CRITICAL CLEANING

64

Trang 65

65

Trang 66

66

Trang 67

METAL DEPOSITION

67

Trang 68

METAL LAYERS

68

Trang 69

Chemical Mechanical Planarization (CMP)

69

Trang 70

70

Trang 71

Example CMOS process flow

71

Ngày đăng: 12/06/2022, 20:18

w