浅谈模拟IC设计师眼中的BJT
本文谈一谈bjt这个device、以及模拟ic设计师眼中对bjt的了解程度（只用过cmos工艺的模拟ic设计师）。
bjt即三极管，分为pnp和npn型，简单示意图如下图所示。
npn和pnp
以npn为例，其剖面图如下图，pnp的剖面图想必你肯定也知道了。
npn的剖面图
说到这里，大家是不是好奇，具体到某一种工艺中，bjt的剖面图会是什么样子的？
读研三年和工作几个月，我只用过一种工艺，那就是大家都知道的cmos工艺。
其实，“正宗”的bjt应该是用bipolar工艺制造的。但是现实用这种工艺不多，很多年前，确实会用这种工艺，由于bipolar工艺process繁多，价格也比cmos工艺贵，集成度也远输于cmos，慢慢大家都不怎么用bipolar工艺了。
在cmos工艺中，bjt的制作和bipolar不同，可以说，cmos工艺中，不是“正宗”的bjt device，而是一种寄生的bjt。
不知道有没有认真的同学发现，你所用的单纯的cmos工艺中，只有pnp的bjt而没有npn的bjt？
在没有dnw的cmos工艺中，的确如此，且一般是纵向的寄生pnp三极管。why？
因为，没有dnw的工艺中，只有全局p-sub是和p+是p型半导体，这里p-sub充当pnp的一个“p”，即集电极，p+充当pnp的另一个“p”，即发射极，n-well充当pnp的“n”，即基极，而不是bipolar工艺真正意义上的n和p。
ps：至于为什么是纵向的而不是横向的pnp，原因作者也布吉岛啦。
这里，全局p-sub衬底永远接vss。
cmos工艺中的纵向寄生pnp
看到这里，知道为什么普通cmos工艺没有npn了吗？
npn正常工作的时候，基极发射极电压vbe应大于其开启电压，也就是说基极电位大于0，但是cmos工艺中p-sub永远是vss不可能大于0，因此p-sub是不能做npn的基极的。
有同学会问了，能不能用两个n-well做npn的两个“n”，用p+做npn的“p”呢？
答案是不能。why？n-well外面的p+就是衬底接触，也是接vss的。
这里，建议有兴趣的同学可以仔细画一画这些寄生bjt的剖面图，结合cmos工艺的特点进行分析，牢记bjt中遵循发射结正偏，集电结反偏的原理，看看在cmos工艺中能否实现。
那么cmos工艺中，就不能有pnp device了吗？肯定不是。
在有dnw的cmos工艺中或者有双p-well的cmos中，是可以有寄生的npn的。
在dnw工艺中，dnw本身就是用来制造隔离的nmos，dnw的存在使得nmos的p衬底是”本地“的，即可以不接到全局p-sub上，因此就有了npn中的基极p。
而在拥有双p-well的cmos的工艺中，多出来的p-well充当npn的基极p，如下图：
浅阱npn的剖面图
但是，双p-well，相比传统cmos，多了一层浅p阱mask，增加了成本。
在cmos工艺中，纵向寄生pnp的β值不会很大，一般不会超过10，具体数据可查看pdk中关于bipolar的拟合数据。为什么β很小，我们知道，基区的厚度越大，β越小。在cmos工艺中，也就是n-well的厚度，是较大的，因此β会很小，然而这个厚度是我们designer不可控的，是由foundry决定的。
到现在为止，作为模拟ic设计师，我只在bandgap中用过bjt，而且用的也不是其对基极电流的放大作用，而是两个bjt的vbe差值与温度成正比这个特性，如下图。
ptat电压产生电路
mentor说，在esd电路中，基本都是二极管和mos，bjt几乎不用。
因此，到现在为止，我对bjt的了解可以说很少，不多，但知道bjt的工作原理，足够在cmos工艺中进行电路设计，毕竟latch up效应或者esd中的ggnmos和ggpmos用到的寄生bjt的特性。
bjt除了集成度差于mos、功耗大于mos，也有很多优点，比如能够驱动大电流，具体参考以下链接：
https://blog.csdn.net/vzhenyi/article/details/48929977
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读研三年和工作几个月，我只用过一种工艺，那就是大家都知道的cmos工艺。
其实，“正宗”的bjt应该是用bipolar工艺制造的。但是现实用这种工艺不多，很多年前，确实会用这种工艺，由于bipolar工艺process繁多，价格也比cmos工艺贵，集成度也远输于cmos，慢慢大家都不怎么用bipolar工艺了。
在cmos工艺中，bjt的制作和bipolar不同，可以说，cmos工艺中，不是“正宗”的bjt device，而是一种寄生的bjt。
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这里，全局p-sub衬底永远接vss。
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答案是不能。why？n-well外面的p+就是衬底接触，也是接vss的。
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而在拥有双p-well的cmos的工艺中，多出来的p-well充当npn的基极p，如下图：
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但是，双p-well，相比传统cmos，多了一层浅p阱mask，增加了成本。
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到现在为止，作为模拟ic设计师，我只在bandgap中用过bjt，而且用的也不是其对基极电流的放大作用，而是两个bjt的vbe差值与温度成正比这个特性，如下图。
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