为什么三极管的发射机和集电极不能接反

为什么三极管的发射机和集电极不能接反,第1张

比如说一个NPN的三极管,它的集电极是N型的,在半导体平面工艺中,经过光刻和扩散工序,在这个N型的某个设定的面积上掺杂硼(三价)元素,使这个区域变成了P型区,本来的N型区(电子为多数载流子)要转变为P型区,必须要有足够的杂质浓度,抵消掉原来的电子,在这里空穴成为多数载流子,这形成了一个PN结,这个P区就是三极管的基极。然后在基极面积内的局部区域又用光刻和扩散的方法,掺杂磷(五价)元素,使这个区域又变成了N型区,这是发射区。显然,这里的掺杂浓度又要高于基区原来的掺杂浓度(高二个数量级)。虽然集电极和发射极都是N型的,但是掺杂浓度却有天壤之别。这样的浓度差别,决定了发射极有良好的发射能力。如果反过来接,让集电极来发射电子,效率极低。放大倍数只能做到0.01.当然没有意义了。

FinFET在发明之初就是为了解决平面晶体管的短沟道效应问题,其结构如图1所示。与平面晶体管不同之处在于FinFET的沟道平面垂直于衬底平面,并且沟道两侧以及顶部同时受到栅电极的电压控制,因此从静电势的分布来看,整个沟道厚度方向上存在着更为均匀的电场控制,使得沟道电荷更容易被栅电极的电压信号所调制,从而降低与源漏端的共享,即短沟道效应。

相比较32 nm平面晶体管,22 nm的FinFET器件亚阈值特性更加陡峭,从而能够在较低的阈值电压下工作而不破坏关态电流,从而获得更高的驱动电流。这使得FinFET可以在更低的工作电压下工作,获得超过37%的性能提升。

相比于FinFET器件,围栅纳米线器件可从各个方向控制沟道能电势,具有更强的短沟道效应控制能力,从而实现极小的泄漏电流。


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