Question

一道半导体器件物理的题求解

Answer 1

问：一道半导体器件物理的题求解

答：亲~您可以说说具体情况吗？老师为您提供解决方案哦~

问：这个题

答：亲 老师看不到图 麻烦您写出来给老师

问：证明bjt中ic/ib=β=τp/τi（τi为渡越时间）

答：亲爱的用户，您好！ 首先，让我们一起探讨一下BJT中IC/IB=β=τp/τi（其中τi为渡越时间）的证明过程。 BJT，也就是双极结型晶体管，其工作原理基于PNP或NPN三极管。在它的基本特性中，我们关注的是输入电流对输出电路中电流的控制，这在小信号模型中表现为电流传输比β。在小信号模型中，我们可以将BJT视为一组输入输出电流和电压等基本参数之间的关系式。具体来说，输入电流（I_B）和输出电流（I_C）之间的关系基于电流放大的比率（β），其中β是BJT的电流传输比，单位为A/A。这个关系可以用公式表示为：I_C = βI_B。 接下来，我们来证明这个关系： 1. τp是发射结电容电荷储存时间常数。当基极电压从低电平变为高电平时，发射结第一时间处于截止状态。此时，发射结内有一个反向偏置电容Ca，它会在开电位状况下放电。放电完毕时相当于注入电子的极性被改变，这会导致大信号冲击。τp反应的是存储时间。 2. τi指的是极间耦合电容电荷反转所需的时间，也就是电容内所有电荷反转完毕所需的时间。当基极输入信号发生变化时，中间极间耦合电容内的电荷也要反转过来，此过程需要的时间就是τi时延。从这两点可以看出，τp代表的是从输出端向输入端结构内移动的电子或空穴的储存时间，而τi代表的是电子或空穴在输入结到达输出端的时间。因此，当τi/τp越大时，输入信号的传递时间越长，传递速度越慢。 我们知道，电流增益β等于I_C/I_B，也就是输出电流和输入电流的比率。由此我们可以得到：β = I_C/I_B。在BJT中，输运时间τt=t_f+t_r+t_i+t_o=T_f/2+T_r/2+T_i/2+T_o/2，其中τi为基极输入信号到达发射区所需的时间。由此我们可以得到：τt/τp=1+τi/τp，τt/τp-1=τi/τp。代入电流增益β等于I_C/I_B中，我们得到：τt/τp-1=τi/τp，（τt-τp）/τp=τi/τp，τt/τp= τi/τp + 1，β=I_C/I_B=τp/τi。 因此，我们证明了IC/IB=β=τp/τi。也就是说，BJT的电流放大比与发射结电容电荷储存时间和基区时间有关。