半導体デバイス(バイポーラnpn)のバンド図でたまに、エミッタ領域で伝

質問

半導体デバイス(バイポーラnpn)のバンド図でたまに、エミッタ領域で伝導帯をフェルミ準位を超えているときがあるんですが、あれって何でなんですかね？
また、この場合だと何がいいんですかね？

よろしくお願いします。

回答No.1

inara · ベストアンサー

エミッタ領域のフェルミ準位が伝導帯下端より上にあるというのは、エミッタ領域の不純物密度が高いということです。エミッタ領域の不純物密度が、伝導帯の実効状態密度（Siの場合 10^19 [1/cm^3] くらい）より大きくなると、フェルミ準位が伝導帯下端より上に来ます [1]。

[1]　不純物密度とフェルミ準位位置の関係（20ページ）　http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/nakazatolab/nakazato/Lssee9.pdf

なぜエミッタ領域の不純物密度を大きくするのかというと、トランジスタの性能（電流増幅率）を良くするためです。[2] の23ページに書かれているように、ベース接地での電流増幅率αを大きくするために、エミッタ注入効率αEを大きくします。αEを大きくするにはエミッタ領域の不純物密度をベース領域より高くして NE >>NB とします。通常のトランジスタの不純物密度は、エミッタが10^19～10^20 [1/cm^3]、ベースが10^16～10^17 [1/cm^3]、コレクタが10^15～10^16 [1/cm^3]程度になっています。

[2] http://masu-www.pi.titech.ac.jp/~masu/titech_kougi/dev_gak/2005/2005-c-v02_web.pdf

お礼

ありがとうございます！！
資料も分かりやすくて助かりました！！

逆に欠点とかってあるんですかね？

時間があったらでいいんでお願いします！！