电导调制效应是什么?

电导调制效应是什么?,第1张

电导调制效应又称基区宽度调制效应,属于半导体物理的范畴了。就是指基区的有效宽度随集电结的反偏电压的变化而变化的效应。当集电结反向电压增大时,集电结的空间电荷区加宽,这就引起基区有效宽度变窄。

电导调制效应是Webster效应,是在大注入时基区电导增大的现象;而基区宽度调制效应就是Early效应,是集电结电压变化而致使基区宽度变化、并造成伏安输出特性倾斜、使输出电阻减小的现象;另外,基区宽度展宽效应就是Kirk效应,是在大电流下基区宽度增大的现象。

当PN结上流过的正向电流较大时,注入并积累在低掺杂N区的少子空穴浓度将很大,为了维持半导体中性条件,其多子浓度也相应大幅度增加,使得其电阻率明显下降,也就是电导率大大增加,这就是电导调制效应。

电迁移效应:

迁移是金属线在电流和温度作用下产生的金属迁移现象,它可能使金属线断裂,从而影响芯片的正常工作。电迁移在高电流密度和高频率变化的连线上比较容易产生,如电源、时钟线等。为了避免电迁移效应,可以增加连线的宽度,以保证通过连线的电流密度小于一个确定的值。

电迁移效应主要发生在高电流密度和高频率变化的连线上,如电源、时钟线等。在芯片的正常寿命时间中,电源网络中的大电流会引起电迁移效应,进而使得电源网络的金属线性能变差,最终影响芯片的可靠性。避免电迁移效应的主要方法为增大金属线宽。

电源网格中的大电流也会引起电迁移(EMI)效应,在芯片的正常寿命时间内会引起电源网格的金属线性能劣化。这些不良效应最终将造成代价不菲的现场故障和严重的产品可靠性问题。

阐述了无铅焊料中电迁移的物理特性,由于焊点的特殊几何形状,电流拥挤效应将发生在焊点与导线的接点处;电迁移效应导致无铅焊料中金属间化合物(IMC)的生成与溶解,以及焊点下的金属化层(UBM)的溶解和消耗,使原子发生迁移并会产生孔洞,造成焊点破坏,缩短了焊点平均失效时间(MTTF),从而带来可靠性问题。

又称基区宽度调制效应,属于半导体物理的范畴,就是指基区的有效宽度随集电结的反偏电压的变化而变化的效应。当集电结反向电压增大时,集电结的空间电荷区加宽,这就引起基区有效宽度变窄。

电导调制效应是Webster效应,是在大注入时基区电导增大的现象;而基区宽度调制效应就是Early效应,是集电结电压变化而致使基区宽度变化、并造成伏安输出特性倾斜、使输出电阻减小的现象;另外,基区宽度展宽效应就是Kirk效应,是在大电流下基区宽度增大的现象。

影响

Webster效应的直接影响就是BJT基区的电阻率下降(电导率增大),使得发射结的注射效率降低,减小了电流放大系数。

对于基区掺杂浓度分布均匀的晶体管(例如合金晶体管)而言,引起其在大电流下电流放大系数b下降的主要原因就是Webster效应。不过,对于Si平面晶体管,由于基区掺杂浓度较高一些,所以Webster效应的影响往往较小(这时,引起大电流时b下降的主要原因是Kirk效应)。

总之,BJT在大电流(大注入)工作时,往往容易出现发射极电流集边效应、Kirk效应和Webster效应。虽然这些现象,对于BJT工作而言都属于二级效应,但是在设计较大功率的器件(特别是高频大功率晶体管)时,却是必须要考虑和解决的一些重要问题。

分类: 教育/科学 >>科学技术

解析:

此为半导体物理学中的概念。

耿氏效应:n型砷化镓两端电极上加以电压.当电压高到某一值时,半导体电流便以很高频率振荡,这个效应称为耿氏效应.

耿氏效应与半导体的能带结构有关:砷化镓导带最低能谷1位于布里渊区中心,在布里渊区边界L处还有一个能谷2,它比能谷1高出0.29ev.当温度不太高时,电场不太强时,导带电子大部分位于能谷1.能谷1曲率大,电子有效质量小.能谷2曲率小,电子有效质量大() .由于能谷2有效质量大,所以能谷2的电子迁移率比能谷1的电子迁移率小,即.当电场很弱时,电子位于能谷1,平均漂移速度为.当电场很强时,电子从电场获得较大能量由能谷1 跃迁到能谷2,平均漂移速度为,由于,所以在速场特性上表现为不同的变化速率(实际上和是速场特性的两个斜率.即低电场时,高电场时).在迁移率由变化到的过程中经过一个负阻区.在负阻区,迁移率为负值.这一特性也称为负阻效应.其意义是随着电场强度增大而电流密度减小.


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