知识点名称半导体器件物理(1)
第6章BJT模型和BJT版图
知识点名称第2章到第5章分析了BJT的放大特性、频率响应、功率特性以及瞬态响应。本章作为对BJT各种特性的总结和综合应用,涉及两方面内容:
(1)结合得到广泛应用的电路模拟仿真软件Spice,介绍该软件以及其不同版本(包括Hspice、Pspice等)中采用的BJT器件模型和主要模型参数;(2)结合pn结隔离双极集成电路工艺,介绍集成电路中采用的基本BJT版图结构和特点。
半导体器件物理(I)
第6章BJT模型和BJT版图
知识点名称6-1 E-M模型
一、概述
1.E-M模型和G-P模型
通用的BJT模型主要有两种:
(1)由J.J.Ebers和J.L.Moll提出的E-M模型;(2)由Gummel和Poon提出的G-P模型。
两种模型的结果和包含的模型参数基本一样,只是建立模型的过程不同。其中E-M模型建立过程与BJT工作物理过程有直接联系,更易于理解。本节针对通用电路模拟软件Spice中采用的模型为对象,介绍E-M模型。
半导体器件物理(I)
第6章BJT模型和BJT版图
知识点名称6-1 E-M模型
一、概述
2.关于E-M模型
按照考虑物理效应内容的不同,E-M模型分为三个级别:(1)EM-1模型为描述BJT基本工作原理的直流特性模型;
(2)在EM-1模型基础上考虑串联电阻以及势垒电容和扩散电容就成为EM-2模型;
(3)在EM-2模型基础上再考虑二阶效应就成为EM-3模型。
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第6章BJT模型和BJT版图
知识点名称6-1 E-M模型
二、E-M1模型
1. 基本关系式(针对npn晶体管)
说明:符号Vb’e’、Vb’c’分别表示相应势垒区两端(不是引出端)电压。
电流定义方向为流进电极电流为正。
若偏置为:Vb’e’≠0, Vb’c’=0 流过BE结的电流为:
IF=IES[exp(eVb’e’/kT)-1]
则
IE= -IF,
IC=αFIF
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