發射極電流集邊效應是BJT在大電流工作時出現的一種現象。BJT在大電流工作時容易出現的另外兩種重要現象是基區電導調製效應和基區擴展效應。
基本介紹
- 中文名：發射極電流集邊效應
- 基本概念：使得發射極電流集中到邊緣
- 產生原因：電流大部分都流向了集電極
- 造成的影響：降低了發射極注射效率
基本概念,產生原因,造成的影響,措施,
基本概念
發射極電流集邊效應所造成的直接後果就是使得發射極電流集中到邊緣，減小了發射結的有效面積。
產生原因
在發射結正偏時，通過發射結的電流大部分都流向了集電極（是少數載流子的擴散電流），只有很小一部分流向基極。因為BJT存在一定的基極電阻，包括發射區正下方基區的橫向電阻（是一種擴展電阻）和發射區正下方以外基區的電阻；而基極電流是在基區中橫向流動的，則在擴展的基極電阻上將產生電壓降，這就使得發射區正下方基區中各點的電位不一樣，即在發射結邊緣處的電位較高、在發射結中心處的電位較低（甚至為0）；於是，就造成發射結面上各點的電壓不同（發射結周圍邊緣處的電壓高，中心處的電壓低），從而使得發射結面上各點的注入電流密度也就不同——發射結周圍邊緣處的電流密度大，中心處的電流密度≈0，即發射極電流基本上都集中到了發射結的周圍一圈，這就是發射極電流集邊效應。可見，該效應實際上是由基極電阻所引起的，所以這種效應也稱為基極電阻自偏壓效應。
造成的影響
發射極電流集邊效應所造成的直接影響就是發射結面不能充分被利用，降低了發射極注射效率，使電流放大係數減小。進一步，還會引起其他一些大電流效應，因為發射結邊緣的電流密度很大，則在該附屬檔案處就容易出現基區展寬效應和基區電導調製效應等這些大電流下容易出現的問題。
由於存在電流集邊效應，所以為了增大發射極電流，若只是簡單的增大發射結面積的話，那就不可能達到目的；這時應該增加發射極的周長，即要增大發射極的（周長/面積）比值。所以，對於電流較大的BJT，其發射極宜採用既細又長的齒條形結構（即梳狀結構）。
但是齒條形的發射極也不能太長、也不能太細。因為作為發射極條的金屬總是有一定的電阻，若太長的話，就會在發射極條的縱向產生壓降，致使齒條縱向的注入電流不均勻；若太細的話，就會在發射極條的齒條橫向產生壓降，致使橫向的注入電流不均勻。這就是說，若齒條太長或太細的話，都不能有效的利用整個發射極條，難以增大總的發射極電流。當然，發射極條的注入電流密度也不能過大，即發射極單位周長的電流不能超過一定的容量，否則就會出現基區展寬等大電流效應，反而使BJT的總體性能下降。
顯然，如果BJT工作的電流密度不大、發射極電流集邊效應可以忽略時，發射極就可以採用簡單的圓形或方形結構（從耐壓來說，圓形結構的要高於方形結構）。
措施
限制或者削弱發射極電流集邊效應的措施：
這些措施有如：①限制電流容量，使得不出現電流集邊效應；②提高基區摻雜濃度，以減小基極電阻；③提高發射極周長/面積比。
