Cấu trúc Vi điện tử

bài giảng cấu trúc vi điện tử

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠCH VI ĐIỆN TỬ

1 Mở đầu

2 Chuyển tiếp p-n

3 Transistor lưỡng cực trong mạch vi điện tử

4 Diode trong mạch vi điện tử

5 Điện trở trong mạch vi điện tử

6 Tụ điện trong mạch vi điện tử

7 Transistor trường (MOSFET)

Chuyển tiếp p-n

1 Chuyển tiếp p-n ở điều kiện cân bằng

2 Chuyển tiếp p-n ở điều kiện không cân bằng

• Sự phân bố điện thế trong vùng điện tích không gian của chuyển tiếp p-n

• Chiều dày vùng điện tích không gian trong chuyển tiếp p-n

• Đặc tuyến V-A của chuyển tiếp p-n

• Điện dung của chuyển tiếp p-n

• Hiện tượng đánh thủng của chuyển tiếp p-n

3 Một số tính toán:

4 Diode bán dẫn sử dụng chuyển tiếp p-n

• Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

E kt

Lớp tiếp xúc công nghệ

Giản đồ năng lượng của chuyển tiếp p-n

Giản đồ năng lượng của chuyển tiếp p-n

tại điều kiện cân bằng nhiệt

Sự phân bố mật độ điện tích không gian và điện trường

trong vùng chuyển tiếp p-n

Sự phân bố điện thế qua vùng chuyển tiếp p-n

Chuyển tiếp p-n ở điều kiện không cân bằng

 Điện trường ngoài cùng chiều với điện trường khuếch tán

Giản đồ năng lượng của chuyển tiếp p-n khi đặt trong điện trường ngoài V R

 Điện trường ngoài ngược chiều với điện trường khuếch tán

Chuyển tiếp p-n ở điều kiện không cân bằng

n-type p-type

Giản đồ năng lượng của chuyển tiếp p-n

khi đặt trong điện trường ngoài

Điện dung chuyển tiếp p-n

khi đặt điện áp phân cực ngược

Phân bố nồng độ tạp trong chuyển tiếp p-n đột ngột

Chuyển tiếp p-n một phía (p + - n hoặc n + -p)

Sự phân bố nồng độ dư hạt tải không cơ bản tại biên của vùng điện tích

không gian dưới tác dụng của điện áp phân cực thuận V a

Dòng chích các điện tử

Dòng điện tử và lỗ trống trong chuyển tiếp p-n phân cực thuận

Dòng khuếch tán các điện tử

Mật độ dòng

J n (-x p )

J p (x n )

J total

Đặc trưng I-V của diode dựa trên chuyển tiếp p-n phân cực thuận

Cấu trúc của transistor lưỡng cực

Transistor lưỡng cực npn làm việc ở chế độ tích cực

(forward – active mode)

Quá trình phun lỗ trống từ miền E qua miền B vào miền C của

transistor lưỡng cực npn làm việc ở chế độ tích cực

Phân bố hạt tải không cơ bản và dòng cơ bản

của transistor lưỡng cực npn làm việc ở chế độ tích cực

B

V

V n

n ( 0 ) 0 exp

Thực tế

Lý tưởng

Đặc trưng V-A của transistor lưỡng cực có cực Base chung

Transistor lưỡng cực trong sơ đồ cực emitter chung

Đặc trưng V-A của transistor lưỡng cực

trong sơ đồ cực emitter chung

Chiều tăng dòng IB

chế độ ngắt

chế độ

bão hoà

I C

Chế độ hoạt động của transistor lưỡng cực

Chế độ tích cực (forward-active)

Phân bố hạt tải không cơ bản ở trạng thái cân bằng

Dòng các hạt tải trong transistor lưỡng cực loại npn

Dòng các hạt tải trong transistor lưỡng cực loại npn

hoạt động ở chế độ tích cực

: là dòng điện tử được phun từ miền E vào miền B