扩散射极和集极晶体管英文解释翻译、扩散射极和集极晶体管的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 diffused-emitter-and-collector transistor
分词翻译:
扩的英语翻译:
enlarge; expand; extend; spread
散射的英语翻译:
scatter; scattering
【计】 scattering
【化】 scatter; scattering
【医】 radiation scattered; scatter; scattering
极的英语翻译:
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【医】 per-; pole; polus
和的英语翻译:
and; draw; gentle; kind; mild; harmonious; mix with; sum; summation
together with
【计】 ampersand
【医】 c.; cum
集极的英语翻译:
【电】 collector
晶体管的英语翻译:
transistor
【计】 MOS transistor; npn
【化】 transistor
专业解析
扩散射极和集极晶体管(Diffused Emitter and Collector Transistor)是双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)的一种主要制造类型,其核心特征在于发射极(Emitter)和集电极(Collector)区域是通过杂质扩散工艺在半导体晶片(通常是硅片)上形成的。以下是其详细解释:
1.基本概念与制造工艺
- 扩散工艺 (Diffusion Process): 这是制造该类型晶体管的关键步骤。通过在高温下将特定杂质(施主杂质如磷或砷用于N型区域,受主杂质如硼用于P型区域)引入半导体基片(通常是轻掺杂的硅片)的选定区域,形成发射极和集电极。该工艺允许精确控制杂质的浓度分布和结深(Junction Depth)。
- 结构特征: 典型的扩散晶体管结构是在一块轻掺杂的硅片上,通过扩散形成两个重掺杂的区域(发射极和集电极),中间夹着一个相对轻掺杂的基区(Base)。根据掺杂类型,可分为NPN型或PNP型。发射极通常掺杂浓度最高,集电极次之(但仍远高于基区),基区掺杂浓度最低且很薄。
2.工作原理
- 核心机制: 扩散射极和集极晶体管的工作原理基于双极结型晶体管的共同机制:利用基极电流控制集电极-发射极之间的电流。
- 载流子注入与输运: 当发射结(Emitter-Base Junction)正向偏置时,高掺杂的发射区向低掺杂的基区注入大量少数载流子(NPN管注入电子,PNP管注入空穴)。这些注入的少数载流子在基区中扩散(Diffuse),由于基区很薄且掺杂低,大部分载流子能扩散到达集电结(Collector-Base Junction)。
- 载流子收集: 集电结通常处于反向偏置状态,形成一个强电场。扩散到集电结边缘的少数载流子会被该电场迅速扫入集电区,形成集电极电流。基极电流主要用于控制发射结的注入效率以及补偿基区中复合掉的少数载流子。
3.性能特点
- 高频特性: 扩散工艺能制造出非常薄的基区,显著缩短了载流子在基区的渡越时间,使得这类晶体管具有较好的高频响应特性。
- 电流增益: 高掺杂的发射区有利于提高发射效率(即发射极注入基区的载流子比例),从而获得较高的电流放大系数(β值)。
- 可制造性与集成度: 扩散工艺是平面工艺的核心技术之一,非常适合大规模、高精度的集成电路制造。现代绝大多数分立BJT和集成电路中的BJT都是采用扩散工艺制造的。
- 特性参数控制: 通过精确控制扩散的温度、时间和杂质源浓度,可以较好地控制晶体管的击穿电压、饱和压降、开关速度等关键参数。
4.与合金型晶体管的区别
早期的合金型晶体管(Alloy Junction Transistor)是通过在锗片两侧熔合杂质小球形成发射结和集电结。相比之下,扩散晶体管(尤其是平面扩散型)具有更精确的几何尺寸控制、更薄的基区、更好的高频性能、更高的可靠性和更适合大规模生产等显著优势,因此迅速取代了合金型晶体管成为主流。
权威参考来源:
- S. M. Sze & Kwok K. Ng, Physics of Semiconductor Devices (3rd Edition), Wiley-Interscience, 2006. 这本经典教材详细阐述了各种半导体器件的物理原理,包括双极结型晶体管的制造工艺(如扩散)和工作机制(第2章和第4章)。
- Robert F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals, Addison-Wesley, 1996. 该书提供了对半导体器件基础概念的清晰解释,包含双极晶体管的结构、制造工艺(扩散)和特性分析(第12章)。
- Ben G. Streetman & Sanjay Banerjee, Solid State Electronic Devices (7th Edition), Pearson, 2014. 这本广泛使用的教材涵盖了现代半导体器件的原理和应用,对双极晶体管的扩散制造工艺和特性有系统介绍(第7章)。
网络扩展解释
扩散射极和集极晶体管是双极型晶体管(BJT)的一种结构类型,其名称来源于制造过程中通过扩散工艺形成发射极(Emitter)和集电极(Collector)的半导体区域。以下是详细解释:
1.扩散工艺的核心作用
扩散是半导体制造中的关键掺杂技术,通过高温将杂质原子(如磷、硼)注入硅基板,形成N型或P型区域。在晶体管中:
- 发射极:通常为高掺杂区域(如N+型),通过扩散形成,负责向基极注入载流子。
- 集电极:通过扩散或外延生长形成(如N型),收集载流子并输出电流。
- 基极:夹在两者之间的薄层(如P型),控制载流子的传输。
2.扩散射极与集极的特点
- 高频性能优化:扩散工艺能精确控制掺杂浓度和结深,减少基区厚度,提升晶体管的开关速度和截止频率(如早期高频晶体管采用此结构)。
- 结构简化:相比合金结晶体管(需金属合金化),扩散工艺可一步完成多个区域的掺杂,降低制造成本。
- 局限性:早期扩散工艺可能受限于杂质分布均匀性,影响大功率应用中的耐压能力。
3.与其他工艺的对比
- 合金结晶体管:通过金属合金化形成PN结,结区较厚,适合低频大电流场景。
- 平面晶体管:结合光刻和扩散技术,实现更精细结构(现代集成电路的基础)。
扩散射极和集极晶体管是早期双极型晶体管的重要形式,依赖扩散技术实现高性能和高频响应。尽管现代工艺已转向平面或异质结结构,扩散工艺仍为半导体制造的基础技术之一。如需更深入的技术参数,可参考半导体器件物理相关文献。
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