
【电】 base spreading resistance
【计】 B
【化】 base
spread; unfold; deploy; evolve; open; carry out; splay; stream
【计】 deployment; expand; spread
【化】 development
resistance
【计】 ohmic resistance; R
【化】 resistance
【医】 resistance
基极展开电阻(Base Spreading Resistance) 是双极结型晶体管(BJT)中的一个重要电学参数,指从晶体管基极端子到基区内有效发射结区域之间的等效电阻。其英文术语为Base Spreading Resistance,有时也称为基区电阻(Base Resistance),符号通常记为r_b 或r_bb'(其中 b' 表示基区内的等效内部节点)。
物理本质
该电阻源于基区材料的体电阻特性。由于基区存在一定厚度和宽度,电流从外部基极端子流入后,需横向流经基区薄层才能到达发射结正下方(有效工作区域),半导体材料固有的电阻率导致了电阻的产生。其值主要取决于基区掺杂浓度、几何尺寸(宽度、厚度)及载流子迁移率。
电路模型意义
在晶体管小信号混合π模型中,基极展开电阻(rbb')串联在外部基极端(b)与内部有效基区节点(b')之间,直接影响高频增益和噪声性能。其值可通过下式估算:
$$ r{bb'} approx frac{rho_b cdot W_b}{L_b cdot t_b} $$
其中,ρ_b 为基区电阻率,W_b 为基区宽度,L_b 为基区长度,t_b 为基区厚度。
工程影响
现代高频晶体管通过重掺杂基区(降低 ρ_b)、自对准工艺(缩小 W_b)及异质结设计(如 SiGe HBT)显著降低 r_bb'。典型值范围:
半导体器件物理经典著作
S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices(3rd ed.), Wiley, 2007. 第7章详细分析BJT基区电阻模型。
参见:Wiley在线图书馆 ISBN 978-0-471-14323-9
IEEE标准术语定义
IEEE Std 255-1963, Letter Symbols for Semiconductor Devices 明确 r_bb' 为基区扩展电阻符号。
参见:IEEE Xplore文献平台 DOI 10.1109/IEEESTD.1963.4310805
集成电路设计指南
B. Razavi, Design of Analog CMOS Integrated Circuits, McGraw-Hill, 2017. 第5章讨论 r_bb' 对放大器频率响应的量化影响。
参见:McGraw-Hill教育平台 ISBN 978-0-07-252493-2
基极展开电阻是晶体三极管中的一个重要参数,特指基极电流路径中因载流子复合分布不均导致的等效电阻。以下是详细解释:
基极展开电阻(r_b)由两部分组成:
当发射极注入的少数载流子向集电极运动时:
该电阻会引起:
在电路设计中需要考虑:
(注:相关概念可参考《电子技术》1964年08期对基极电阻的经典论述)
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