55、双极结型晶体管（BJT）电路详解

双极结型晶体管（BJT）电路详解

1. BJT简介

双极结型晶体管（BJT）在20世纪50年代至90年代是电子行业的主力军。它推动了计算机时代和现代通信时代的到来。早期的电子计算机系统使用真空管，但真空管可靠性差，不适合制造可靠、耐用的计算机。1947年BJT的发明以及其性能的快速提升，促使了高可靠性电子计算机和现代通信系统的发展。

20世纪60年代中期，基于BJT的集成电路开始商业化，进一步提高了计算机和其他电子系统的可靠性，同时减小了系统的尺寸和成本。20世纪70年代初，微处理器芯片问世，开启了小型、高性能个人计算机的时代。虽然如今在个人计算机领域，金属氧化物半导体（MOS）器件比BJT更突出，但BJT在大型高速计算机、通信系统和功率控制系统中仍然很重要。而且，随着BJT性能的不断提升和异质结BJT的发展，即使MOS器件变得更加重要，BJT在电子领域仍具有重要地位。

2. BJT的物理特性和性质

目前，BJT技术既用于制造分立元件器件，也用于制造集成电路芯片，两者的基本制造技术相似，主要区别在于尺寸和封装。下面以在硅衬底上制造的集成电路BJT为例进行介绍，这种器件被称为“结隔离”器件。

BJT的横截面视图显示，它可占用小于1000 µm²的表面积，由发射极、基极和集电极三个物理区域组成。发射极和集电极之间的基极区域厚度可能只有几分之一微米，而器件的整体垂直尺寸可能为几微米。在一个硅晶圆上可以制造数千个这样的器件，它们可以通过金属沉积技术在晶圆上互连形成微处理器芯片等系统，也可以分离成数千个单独的BJT，每个封装在自己的外壳中。光刻技术使得能够同时制造数千个BJT，从而不断减小了BJT的尺寸和成本。

电子器件（如B