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High-Frequency Bipolar Transistors

Physics, Modeling, Applications. Auflage 2003. HC runder Rücken kaschiert. Sprache: Englisch.
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The book gives a detailed presentation of high-frequency bipolar transistors in silicon or silicon-germanium technology with particular emphasis placed on today's advanced compact models and their physical foundations. The first part introduces the f … weiterlesen
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Produktdetails

Titel: High-Frequency Bipolar Transistors
Autor/en: Michael Reisch

ISBN: 354067702X
EAN: 9783540677024
Physics, Modeling, Applications.
Auflage 2003.
HC runder Rücken kaschiert.
Sprache: Englisch.
Springer Berlin Heidelberg

5. März 2003 - gebunden - 680 Seiten

Beschreibung

The book gives a detailed presentation of high-frequency bipolar transistors in silicon or silicon-germanium technology with particular emphasis placed on today's advanced compact models and their physical foundations. The first part introduces the fundamentals of bipolar transistors on a graduate-student level. The second part considers the physics and modeling of bipolar transistors in detail. The final part describes basic circuit configurations, aspects of process integration and applications. This modern book-length treatment will interest those working in the field, including circuit designers, industrial process developers, and PhD students.

Inhaltsverzeichnis

1. An Introductory Survey.- 1.1 History.- 1.1.1 Early Developments.- 1.1.2 The First Transistors.- 1.1.3 Silicon Transistors.- 1.1.4 Integrated Bipolar Transistors.- 1.1.5 Heterojunction Bipolar Transistors.- 1.1.6 CAD, Device Modeling.- 1.1.7 Applications.- 1.2 Devices, Circuits, Compact Models.- 1.2.1 Circuit Elements.- 1.2.2 Nonlinear Network Elements, Small-Signal Description.- 1.2.3 Two-Ports.- 1.2.4 Device Modeling.- 1.3 Semiconductors.- 1.3.1 Electrons and Holes.- 1.3.2 Thermal Equilibrium.- 1.3.3 Drift and Diffusion Currents.- 1.3.4 Generation and Recombination.- 1.3.5 Basic Semiconductor Equations.- 1.4 PN Junctions.- 1.4.1 PN Junctions in Thermal Equilibrium.- 1.4.2 Forward-Biased PN Junction.- 1.4.3 Reverse-Biased PN Junction.- 1.4.4 Stored Charge.- 1.4.5 Switching, Charge-Control Theory.- 1.4.6 Epitaxial Diodes.- 1.5 Bipolar Transistor Principles.- 1.5.1 Modes of Operation.- 1.5.2 Transfer Current.- 1.5.3 Current Gain.- 1.5.4 Transistor Amplifiers and Switches.- 1.5.5 Leakage Currents.- 1.5.6 Voltage Limits, Breakdown.- 1.5.7 Some Differences of Bipolar Transistors and MOSFETs.- 1.6 Elementary Large-Signal Models.- 1.6.1 The Elementary Transistor Model.- 1.6.2 Current-Voltage Characteristics.- 1.6.3 Charge Storage, Charge Control Model.- 1.6.4 Switching Operation.- 1.7 Elementary Small-Signal Models.- 1.7.1 Admittance Parameters.- 1.7.2 Hybrid Parameters.- 1.7.3 T-Equivalent Circuit.- 1.7.4 Frequency Limits.- 1.8 Noise Modeling.- 1.8.1 Noise and Noise Sources.- 1.8.2 Noise Circuit Analysis.- 1.8.3 Noisy Linear Two-Ports, Noise Figure.- 1.8.4 Bipolar-Transistor Noise Equivalent Circuit.- 1.8.5 Input-Referred Noise Sources.- 1.8.6 Noise Figure.- 1.9 Orders of Magnitude.- 1.10 References.- 2. Semiconductor Physics Required for Bipolar-Transistor Modeling.- 2.1 Band Structure.- 2.1.1 Bloch Functions.- 2.1.2 Temperature Dependence of Bandgap and Intrinsic Carrier Density.- 2.2 Thermal Equilibrium.- 2.2.1 Fermi-Dirac and Boltzmann Statistics.- 2.2.2 Ionization.- 2.3 The Boltzmann Equation.- 2.3.1 Collision Term.- 2.3.2 Thermal Equilibrium.- 2.3.3 Limits of Validity.- 2.3.4 Relaxation Times.- 2.4 The Drift-Diffusion Approximation.- 2.4.1 The Relaxation Time Approximation.- 2.4.2 Transport in Low Electric Fields.- 2.5 Hydrodynamic Model.- 2.5.1 Continuity Equation.- 2.5.2 Current Equation.- 2.5.3 Energy Balance Equation.- 2.6 Generation and Recombination.- 2.6.1 Shockley Read Hall Processes.- 2.6.2 Auger Recombination.- 2.6.3 Impact Ionization.- 2.6.4 Interband Tunneling.- 2.7 Heavily Doped Semiconductors.- 2.7.1 Modification of the Band Structure.- 2.7.2 Bandgap Narrowing in Silicon.- 2.8 Silicon Device Modeling in the Drift-Diffusion Approximation.- 2.8.1 Basic Equations of the Drift-Diffusion Approximation.- 2.8.2 Model Equations for Material Parameters.- 2.8.3 Compact Modeling.- 2.9 References.- 3. Physics and Modeling of Bipolar Junction Transistors.- 3.1 The Regional Approach.- 3.1.1 Drift Transistors - Homogeneous-Field Case.- 3.1.2 Transfer Current in Frequency and Time Domains.- 3.1.3 The Ebers-Moll Model.- 3.1.4 The Charge Control Model.- 3.1.5 Non-Quasi-Static Effects.- 3.2 Transfer Current, Early Effect.- 3.2.1 The Integral Charge Control Relation.- 3.2.2 Forward Operation, Early Voltage.- 3.2.3 Base Charge Partitioning.- 3.3 Emitter-Base Diode, Current Gain.- 3.3.1 Minority-Carrier Transport in Heavily Doped Silicon Emitters.- 3.3.2 Polycrystalline Emitter Contacts.- 3.3.3 Recombination in the Space Charge Layer.- 3.3.4 Reverse-Bias Currents, Breakdown.- 3.4 Base-Collector Diode, Breakdown.- 3.4.1 Multiplication Factor.- 3.4.2 Collector-Emitter Breakdown due to Impact Ionization.- 3.4.3 Punchthrough.- 3.5 Charge Storage, Transit Time.- 3.5.1 Depletion Capacitances.- 3.5.2 Hole Continuity and Cutoff Frequency.- 3.5.3 Forward Transit Time.- 3.6 Series Resistances.- 3.6.1 Emitter Resistance.- 3.6.2 Base Resistance.- 3.6.3 Collector Resistance, Quasi-Saturation.- 3.7 High-Level Injection.- 3.7.1 High-Level Inj

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