(完整版)電子科技大學(xué)微電子器件習(xí)題

1、第二章 PN 結(jié)填空題1、若某突變 PN 結(jié)的 P 型區(qū)的摻雜濃度為 NA=1.5 ×1016cm-3 ，則室溫下該區(qū)的平衡多子 濃度 pp0與平衡少子濃度 np0分別為（）和（ ）。2、在 PN 結(jié)的空間電荷區(qū)中， P 區(qū)一側(cè)帶（ ）電荷， N 區(qū)一側(cè)帶（ ）電荷。內(nèi)建 電場(chǎng)的方向是從（ ）區(qū)指向（ ）區(qū)。3、當(dāng)采用耗盡近似時(shí)， N 型耗盡區(qū)中的泊松方程為 （ ）。由此方程可以看出， 摻雜濃度越高，則內(nèi)建電場(chǎng)的斜率越（ ）。4、PN 結(jié)的摻雜濃度越高，則勢(shì)壘區(qū)的長(zhǎng)度就越（），內(nèi)建電場(chǎng)的最大值就越（ ），內(nèi)建電勢(shì) Vbi 就越（ ），反向飽和電流 I0就越（ ），勢(shì)壘電容 CT 就越

2、（ ），雪崩擊穿電 壓就越（ ）。5、硅突變結(jié)內(nèi)建電勢(shì) Vbi 可表為（），在室溫下的典型值為（ ）伏特。6、當(dāng)對(duì) PN 結(jié)外加正向電壓時(shí)， 其勢(shì)壘區(qū)寬度會(huì) （），勢(shì)壘區(qū)的勢(shì)壘高度會(huì) （）。7、當(dāng)對(duì) PN 結(jié)外加反向電壓時(shí)， 其勢(shì)壘區(qū)寬度會(huì) （），勢(shì)壘區(qū)的勢(shì)壘高度會(huì) （）。8、在 P 型中性區(qū)與耗盡區(qū)的邊界上，少子濃度np 與外加電壓 V 之間的關(guān)系可表示為（）。若 P型區(qū)的摻雜濃度 NA=1.5 ×1017cm-3，外加電壓 V= 0.52V ，則 P型區(qū)與耗盡區(qū)邊界上的少子濃度 np 為（）。9、當(dāng)對(duì) PN 結(jié)外加正向電壓時(shí)，中性區(qū)與耗盡區(qū)邊界上的少子濃度比該處的平衡少子 濃度（

3、 ）；當(dāng)對(duì) PN 結(jié)外加反向電壓時(shí)，中性區(qū)與耗盡區(qū)邊界上的少子濃度比該處的平衡 少子濃度（ ）。）電流、（ ）電流和（ ）10、PN 結(jié)的正向電流由（ 電流三部分所組成。11、PN 結(jié)的正向電流很大，是因?yàn)檎螂娏鞯碾姾蓙?lái)源是（）； PN 結(jié)的反向電流很小，是因?yàn)榉聪螂娏鞯碾姾蓙?lái)源是（ ）。12、當(dāng)對(duì) PN 結(jié)外加正向電壓時(shí)，由 N 區(qū)注入 P 區(qū)的非平衡電子一邊向前擴(kuò)散，一邊 （ ）。每經(jīng)過(guò)一個(gè)擴(kuò)散長(zhǎng)度的距離，非平衡電子濃度降到原來(lái)的（ ）。13、PN 結(jié)擴(kuò)散電流的表達(dá)式為 （ ）。這個(gè)表達(dá)式在正向電壓下可簡(jiǎn) 化為（ ），在反向電壓下可簡(jiǎn)化為（ ）。）電流為主；當(dāng)電壓較高時(shí)，以14、在 PN

4、 結(jié)的正向電流中，當(dāng)電壓較低時(shí)，以（ ）電流為主。15、薄基區(qū)二極管是指 PN 結(jié)的某一個(gè)或兩個(gè)中性區(qū)的長(zhǎng)度小于（ ）。在薄基區(qū)二極管中，少子濃度的分布近似為（16、小注入條件是指注入某區(qū)邊界附近的 濃度，因此該區(qū)總的多子濃度中的（17、大注入條件是指注入某區(qū)邊界附近的濃度，因此該區(qū)總的多子濃度中的（18、勢(shì)壘電容反映的是 PN 結(jié)的（結(jié)的摻雜濃度越高，則勢(shì)壘電容就越（ ）；）。（）濃度遠(yuǎn)小于該區(qū)的 （）多子濃度可以忽略。（）濃度遠(yuǎn)大于該區(qū)的 （）多子濃度可以忽略。）電荷隨外加電壓的變化率。 PN 外加反向電壓越高，則勢(shì)壘電容就越（ ）。19、擴(kuò)散電容反映的是 PN 結(jié)的（）電荷隨外加電壓的變

5、化率。正向電流越大，則擴(kuò)散電容就越（ ）；少子壽命越長(zhǎng)，則擴(kuò)散電容就越（ ）。20、在 PN 結(jié)開(kāi)關(guān)管中，在外加電壓從正向變?yōu)榉聪蚝蟮囊欢螘r(shí)間內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較大）電荷。這個(gè)電荷）和的反向電流。引起這個(gè)電流的原因是存儲(chǔ)在（ ）區(qū)中的（ 的消失途徑有兩條，即（ ）和（ ）。21、從器件本身的角度，提高開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)速度的主要措施是（ ）。）、（ ）和（ ）。）；結(jié)深越淺， 雪崩擊穿電壓就越 （ ）。）和（ ）。22、PN 結(jié)的擊穿有三種機(jī)理，它們分別是（23、PN 結(jié)的摻雜濃度越高， 雪崩擊穿電壓就越 （24、雪崩擊穿和齊納擊穿的條件分別是（ 問(wèn)答與計(jì)算題1、簡(jiǎn)要敘述 PN 結(jié)空間電荷區(qū)的形成過(guò)程。

6、2、什么叫耗盡近似？什么叫中性近似？3、什么叫突變結(jié)？什么叫單邊突變結(jié)？什么叫線(xiàn)性緩變結(jié)？分別畫(huà)出上述各種PN 結(jié)的雜質(zhì)濃度分布圖、內(nèi)建電場(chǎng)分布圖和外加正向電壓及反向電壓時(shí)的少子濃度分布圖。4、PN 結(jié)勢(shì)壘區(qū)的寬度與哪些因素有關(guān)？5、寫(xiě)出 PN 結(jié)反向飽和電流 I0的表達(dá)式，并對(duì)影響 I0的各種因素進(jìn)行討論。6、PN 結(jié)的正向電流由正向擴(kuò)散電流和勢(shì)壘區(qū)復(fù)合電流組成。試分別說(shuō)明這兩種電流隨外加正向電壓的增加而變化的規(guī)律。 當(dāng)正向電壓較小時(shí)以什么電流為主？當(dāng)正向電壓較大時(shí) 以什么電流為主？7、什么是小注入條件？什么是大注入條件？寫(xiě)出小注入條件和大注入條件下的結(jié)定律， 并討論兩種情況下中性區(qū)邊界上載

7、流子濃度隨外加電壓的變化規(guī)律。8、在工程實(shí)際中，一般采用什么方法來(lái)計(jì)算PN 結(jié)的雪崩擊穿電壓？9、簡(jiǎn)要敘述 PN 結(jié)勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的形成機(jī)理及特點(diǎn)。10、當(dāng)把 PN 結(jié)作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)，在直流特性和瞬態(tài)特性這兩方面， PN 結(jié)與理想開(kāi)關(guān) 相比有哪些差距？引起 PN 結(jié)反向恢復(fù)過(guò)程的主要原因是什么？11、某突變 PN 結(jié)的 ND=1.5 ×1015cm-3, NA=1.5 ×1018cm-3，試求 nn0, pn0, pp0和 np0的值，并 求當(dāng)外加 0.5V 正向電壓和（ -0.5V ）反向電壓時(shí)的 np（-xp）和 pn（xn）的值。12、某突變 PN 結(jié)的 ND=1

8、.5 ×1015cm-3, NA=1.5 ×1018cm-3，計(jì)算該 PN 結(jié)的內(nèi)建電勢(shì) Vbi 之 值。13、有一個(gè) P溝道 MOSFET 的襯底摻雜濃度為 ND=1.5 ×1015cm-3，另一個(gè) N 溝道 MOSFET 的襯底摻雜濃度為 NA=1.5 ×1018cm-3。試分別求這兩個(gè) MOSFET 的襯底費(fèi)米勢(shì)，并將這兩個(gè) 襯底費(fèi)米勢(shì)之和與上題的 Vbi 相比較。14、某突變 PN 結(jié)的 ND=1.5 ×1015cm-3, NA=1.5 ×1018cm-3，試問(wèn) Jdp是 Jdn 的多少倍？15、已知某 PN 結(jié)的反向飽和電流

9、為 Io =10 -12A，試分別求當(dāng)外加 0.5V 正向電壓和（-0.5V ） 反向電壓時(shí)的 PN 結(jié)擴(kuò)散電流。16、已知某 PN 結(jié)的反向飽和電流為 Io =10 -11A ，若以當(dāng)正向電流達(dá)到 10 -2A 作為正向 導(dǎo)通的開(kāi)始，試求正向?qū)妷篤F 之值。若此 PN 結(jié)存在寄生串聯(lián)電阻 Rcs= 4 ，則在同樣的測(cè)試條件下 VF 將變?yōu)槎嗌伲?7、某硅單邊突變結(jié)的雪崩擊穿臨界電場(chǎng)EC=3.5 ×105Vcm -1，開(kāi)始發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的耗盡區(qū)寬度 xdB= 8.57 ，m求該 PN 結(jié)的雪崩擊穿電壓 VB。若對(duì)該 PN 結(jié)外加 |V|=0.25VB 的反向 電壓，則其耗盡區(qū)寬度

10、為多少？18、如果設(shè)單邊突變結(jié)的雪崩擊穿臨界電場(chǎng)eC 與雜質(zhì)濃度無(wú)關(guān)，則為了使雪崩擊穿電壓 VB 提高 1 倍，發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的耗盡區(qū)寬度 xdB 應(yīng)為原來(lái)的多少倍？低摻雜區(qū)的雜質(zhì)濃度 應(yīng)為原來(lái)的多少倍？19、某突變 PN 結(jié)的 Vbi = 0.7V ，當(dāng)外加 -4.3V 的反向電壓時(shí)測(cè)得其勢(shì)壘電容為 8pF，則 當(dāng)外加 -19.3V 的反向電壓時(shí)其勢(shì)壘電容應(yīng)為多少？20、某突變結(jié)的內(nèi)建電勢(shì) Vbi = 0.7V ，當(dāng)外加電壓 V= 0.3V 時(shí)的勢(shì)壘電容與擴(kuò)散電容分 別是2pF 和2×10-4pF，試求當(dāng)外加電壓 V= 0.6V 時(shí)的勢(shì)壘電容與擴(kuò)散電容分別是多少？21、某硅突變結(jié)的

11、 nA= 1 × 1016cm-3，nD= 5 ×1016cm-3，試計(jì)算平衡狀態(tài)下的(1) 內(nèi)建電勢(shì) Vbi ；(2) P 區(qū)耗盡區(qū)寬度 xp、 N 區(qū)耗盡區(qū)寬度 xn 及總的耗盡區(qū)寬度 xD；(3) 最大電場(chǎng)強(qiáng)度 max。22、某單邊突變結(jié)在平衡狀態(tài)時(shí)的勢(shì)壘區(qū)寬度為xD0，試求外加反向電壓應(yīng)為內(nèi)建電勢(shì)Vbi 的多少倍時(shí)，才能使勢(shì)壘區(qū)寬度分別達(dá)到2xd0和 3xd0。23、一塊同一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體， 當(dāng)摻雜濃度不均勻時(shí)， 也會(huì)存在內(nèi)建電場(chǎng)和內(nèi)建電勢(shì)。 設(shè)一塊 N 型硅的兩個(gè)相鄰區(qū)域的施主雜質(zhì)濃度分別為nD1 和 nD2 ，試推導(dǎo)出這兩個(gè)區(qū)域之間的內(nèi)建電勢(shì)公式。如果 nD1

12、= 1 × 1020cm-3， nD2= 1 ×1016cm-3 ，則室溫下內(nèi)建電勢(shì)為多少？24、試推導(dǎo)出雜質(zhì)濃度為指數(shù)分布N= N0exp(-x/l)的中性區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)表達(dá)式。若某具有這種雜質(zhì)濃度分布的硅的表面雜質(zhì)濃度為1018cm-3， = 0.4 m，試求其內(nèi)建電場(chǎng)的大小。再將此電場(chǎng)與某突變 PN 結(jié)的耗盡區(qū)中最大電場(chǎng)作比較，該突變 PN 結(jié)的 nA= 1018cm-3，nD= 1015cm-3。25、圖 P2-1所示為硅 PIN 結(jié)的雜質(zhì)濃度分布圖，符號(hào) I 代表本征區(qū)。(1) 試推導(dǎo)出該 PIN 結(jié)的內(nèi)建電場(chǎng)表達(dá)式和各耗盡區(qū)長(zhǎng)度的表達(dá)式， 并畫(huà)出內(nèi)建電場(chǎng)分 布圖。

13、(2) 將此 PIN 結(jié)的最大電場(chǎng)與不包含 I 區(qū)的 PN 結(jié)的最大電場(chǎng)進(jìn)行比較。設(shè)后者的P 區(qū)與 N 區(qū)的摻雜濃度分別與前者的 P 區(qū)與 N 區(qū)的相同。圖 P2-1圖 P2-226、某硅中的雜質(zhì)濃度分布如圖 P2-2所示，施主雜質(zhì)和受主雜質(zhì)的濃度分別為ND(x)=1016exp(-x/ 2 1×0 -4)cm-3和 NA (x)= NA(0)exp(-x/10 -4)cm -3(1) 如果要使結(jié)深 xJ= 1 m，則受主雜質(zhì)的表面濃度 nA (0)應(yīng)為多少？(2) 試計(jì)算結(jié)深處的雜質(zhì)濃度梯度 A 的值。(3) 若將此 PN結(jié)近似為線(xiàn)性緩變結(jié)， 設(shè)Vbi= 0.7V ，試計(jì)算平衡時(shí)的

14、耗盡區(qū)最大電場(chǎng)max，并畫(huà)出內(nèi)建電場(chǎng)分布圖。27、試證明在一個(gè) P 區(qū)電導(dǎo)率 p 遠(yuǎn)大于 N 區(qū)電導(dǎo)率 n 的 PN 結(jié)中，當(dāng)外加正向電壓時(shí) 空穴電流遠(yuǎn)大于電子電流。28、已知 nI2= NCNVexp(-eG/kT) = CkT3exp(-eG0/kT)，式中 nC、 nV 分別代表導(dǎo)帶底、價(jià)帶 頂?shù)挠行顟B(tài)密度， eG0代表絕對(duì)零度下的禁帶寬度。低溫時(shí)反向飽和電流以勢(shì)壘區(qū)產(chǎn)生電 流為主。 試求反向飽和電流 I0與溫度的關(guān)系， 并求 I0隨溫度的相對(duì)變化率 (dI0/dT)/I0，同時(shí)畫(huà) 出電壓一定時(shí)的 I0 T 曲線(xiàn)。29、某P+N -N +結(jié)的雪崩擊穿臨界電場(chǎng) c為32V/ m，當(dāng) N-

15、區(qū)的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)時(shí)，擊穿電壓 VB 為144V 。試求當(dāng) N-區(qū)的長(zhǎng)度縮短為 3m時(shí)的擊穿電壓為多少？30、已知某硅單邊突變結(jié)的內(nèi)建電勢(shì)為0.6V ，當(dāng)外加反向電壓為 3.0V 時(shí)測(cè)得勢(shì)壘電容為10pF ，試計(jì)算當(dāng)外加 0.2V 正向電壓時(shí)的勢(shì)壘電容。31、某結(jié)面積為 10 -5cm2的硅單邊突變結(jié)，當(dāng)( Vbi-V)為 1.0V 時(shí)測(cè)得其結(jié)電容為 1.3pF， 試計(jì)算該 PN 結(jié)低摻雜一側(cè)的雜質(zhì)濃度為多少？32、某 PN 結(jié)當(dāng)正向電流為 10mA 時(shí)，室溫下的小信號(hào)電導(dǎo)與小信號(hào)電阻各為多少？當(dāng) 溫度為 100°C 時(shí)它們的值又為多少？33、某單邊突變 P+N 結(jié)的 N 區(qū)雜質(zhì)濃度 n

16、D= 1016cm-3， N 區(qū)少子擴(kuò)散長(zhǎng)度 Lp= 10m， 結(jié)面積 A= 0.01cm2，外加 0.6V 的正向電壓。試計(jì)算當(dāng) N 區(qū)厚度分別為 100m和 3m時(shí)存儲(chǔ) 在 N 區(qū)中的非平衡少子的數(shù)目。第三章 雙極結(jié)型晶體管填空題1、晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)是指（） 電流 與（）電流之比。由于少子在渡越基區(qū)的過(guò)程中會(huì)發(fā)生（ ），從而使基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)（）。為了提高基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)，應(yīng)當(dāng)使基區(qū)寬度（）基區(qū)少子擴(kuò)散長(zhǎng)度。2、晶體管中的少子在渡越（）的過(guò)程中會(huì)發(fā)生（ ），從而使到達(dá)集電結(jié)的少子比從發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子（ ）。3、晶體管的注入效率是指（）電流與（ ）電流之比。為了提高注入效率，應(yīng)當(dāng)使（ ）區(qū)摻

17、雜濃度遠(yuǎn)大于（ ）區(qū)摻雜濃度。4、晶體管的共基極直流短路電流放大系數(shù)是指發(fā)射結(jié)（ ）偏、集電結(jié)（ ）偏時(shí)的（ ）電流與（ ）電流之比。5、晶體管的共發(fā)射極直流短路電流放大系數(shù)是指（ ）結(jié)正偏、（ ）結(jié)零偏時(shí)的（ ）電流與（ ）電流之比。6、在設(shè)計(jì)與制造晶體管時(shí)，為提高晶體管的電流放大系數(shù)，應(yīng)當(dāng)（）基區(qū)寬度，（ ）基區(qū)摻雜濃度。7、某長(zhǎng)方形薄層材料的方塊電阻為 100，長(zhǎng)度和寬度分別為 300m和 60m，則其長(zhǎng) 度方向和寬度方向上的電阻分別為（ ）和（）。若要獲得 1k 的電阻，則該材料的長(zhǎng)度應(yīng)改變?yōu)椋?）。8、在緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)中會(huì)產(chǎn)生一個(gè) （），它對(duì)少子在基區(qū)中的運(yùn)動(dòng)起到 （ ）的作用

18、，使少子的基區(qū)渡越時(shí)間（ ）。9、小電流時(shí) 會(huì)（）。這是由于小電流時(shí)， 發(fā)射極電流中 （）的比例增大，使注入效率下降。10、發(fā)射區(qū)重?fù)诫s效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射區(qū)摻雜濃度太高時(shí)，不但不能提高（），反而會(huì)使其（ ）。造成發(fā)射區(qū)重?fù)诫s效應(yīng)的原因是（ ）和（ ）。11、在異質(zhì)結(jié)雙極晶體管中，發(fā)射區(qū)的禁帶寬度（）于基區(qū)的禁帶寬度，從而使異質(zhì)結(jié)雙極晶體管的（ ）大于同質(zhì)結(jié)雙極晶體管的。12、當(dāng)晶體管處于放大區(qū)時(shí)，理想情況下集電極電流隨集電結(jié)反偏的增加而（）。但實(shí)際情況下集電極電流隨集電結(jié)反偏增加而（ ），這稱(chēng)為（ ）效應(yīng)。13、當(dāng)集電結(jié)反偏增加時(shí)，集電結(jié)耗盡區(qū)寬度會(huì)（），使基區(qū)寬度（ ），從而使集電極電流（ ），

19、這就是基區(qū)寬度調(diào)變效應(yīng)（即厄爾利效應(yīng)）14、IES 是指（）結(jié)短路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。15、ICS 是指（）結(jié)短路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。16、ICBO 是指（）極開(kāi)路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。17、ICEO 是指（）極開(kāi)路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。18、IEBO 是指（）極開(kāi)路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。19、BVCBO 是指（）極開(kāi)路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（）時(shí)的 VCB。20、BVCEO 是指（）極開(kāi)路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（） 時(shí)的 VCE。21、BVEBO 是指（）極開(kāi)路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（） 時(shí)的 VEB。22、基區(qū)穿通是指當(dāng)集電結(jié)反向電壓增加到使耗盡區(qū)將（）全部占據(jù)時(shí)， 集電極

20、電流急劇增大的現(xiàn)象。防止基區(qū)穿通的措施是（ ）基區(qū)寬度、 （ ）基區(qū)摻雜濃度。 23、比較各擊穿電壓的大小時(shí)可知，BVCBO（） BVCEO ，BVCBO（） BVEBO。24、要降低基極電阻 rbb'，應(yīng)當(dāng)（）基區(qū)摻雜濃度， （ ）基區(qū)寬度。25、無(wú)源基區(qū)重?fù)诫s的目的是（）。26、發(fā)射極增量電阻 re的表達(dá)式是 （）。室溫下當(dāng)發(fā)射極電流為 1mA 時(shí)，re=（）。27、隨著信號(hào)頻率的提高，晶體管的, 的幅度會(huì)（），相角會(huì)（ ）。它們是：（ ）、 ）。）。當(dāng)基區(qū)寬度加倍時(shí)，基）而下降。當(dāng)晶體管的 |下降到）而下降。當(dāng)晶體管的 |下降28、在高頻下， 基區(qū)渡越時(shí)間 b 對(duì)晶體管有三個(gè)作用

21、， （ ）和（29、基區(qū)渡越時(shí)間 b 是指（ 區(qū)渡越時(shí)間增大到原來(lái)的（ ）倍。30、晶體管的共基極電流放大系數(shù) |隨頻率的（ ）時(shí)的頻率，稱(chēng)為 的截止頻率，記為（ ）。31、晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù) |隨頻率的（到0 時(shí)的頻率，稱(chēng)為 的（ ），記為（ ）。32、當(dāng) f>>f時(shí)，頻率每加倍，晶體管的 |降到原來(lái)的（）；最大功率增益 Kpmax降到原來(lái)的（ ）。33、當(dāng)（）降到 1時(shí)的頻率稱(chēng)為特征頻率 fT。當(dāng)（）降到 1時(shí)的頻率稱(chēng)為最高振蕩頻率 fM 。34、當(dāng) |降到（ ）時(shí)的頻率稱(chēng)為特征頻率 fT。當(dāng) K pmax降到（ ）時(shí)的頻率稱(chēng)為最高 振蕩頻率 fM 。35、晶體管的高

22、頻優(yōu)值 M 是（ ）與（36、晶體管在高頻小信號(hào)應(yīng)用時(shí)與直流應(yīng)用時(shí)相比，）的乘積。要多考慮三個(gè)電容的作用，它們是）電容、（）電容和（）電容。37、對(duì)于頻率不是特別高的一般高頻管， ec 中以（）為主，這時(shí)提高特征頻率fT 的主要措施是（ ）。38、為了提高晶體管的最高振蕩頻率fM ，應(yīng)當(dāng)使特征頻率 fT （），基極電阻 r bb'），集電結(jié)勢(shì)壘電容 CTC （）。39、對(duì)高頻晶體管結(jié)構(gòu)上的基本要求是：（ ）、（ ）、（）和（ ）。問(wèn)答與計(jì)算題1、畫(huà)出 NPN 晶體管在飽和狀態(tài)、 截止?fàn)顟B(tài)、 放大狀態(tài)和倒向放大狀態(tài)時(shí)的少子分布圖。畫(huà)出 NPN 晶體管在飽和狀態(tài)、截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和倒向放

23、大狀態(tài)時(shí)的能帶圖。2、畫(huà)出共基極放大區(qū)晶體管中各種電流的分布圖，并說(shuō)明當(dāng)輸入電流Ie 經(jīng)過(guò)晶體管變成輸出電流 I C時(shí)，發(fā)生了哪兩種虧損？3、倒向晶體管的電流放大系數(shù)為什么小于正向晶體管的電流放大系數(shù)？4、提高基區(qū)摻雜濃度會(huì)對(duì)晶體管的各種特性，如、 、 CTE、BVEBO、Vpt、VA、rbb'等產(chǎn)生什么影響？5、減薄基區(qū)寬度會(huì)對(duì)晶體管的上述各種特性產(chǎn)生什么影響？6、先畫(huà)出雙極晶體管的理想的共發(fā)射極輸出特性曲線(xiàn)圖，并在圖中標(biāo)出飽和區(qū)與放大 區(qū)的分界線(xiàn)，然后再分別畫(huà)出包括厄爾利效應(yīng)和擊穿現(xiàn)象的共發(fā)射極輸出特性曲線(xiàn)圖。7、畫(huà)出包括基極電阻在內(nèi)的雙極型晶體管的簡(jiǎn)化的交流小信號(hào)等效電路。8、什

24、么是雙極晶體管的特征頻率fT？寫(xiě)出 fT 的表達(dá)式，并說(shuō)明提高 fT 的各項(xiàng)措施。9、寫(xiě)出組成雙極晶體管信號(hào)延遲時(shí)間ec 的4個(gè)時(shí)間的表達(dá)式。其中的哪個(gè)時(shí)間與電流Ie有關(guān)？這使 fT 隨 Ie的變化而發(fā)生怎樣的變化？10、說(shuō)明特征頻率 fT 的測(cè)量方法。11、什么是雙極晶體管的最高振蕩頻率fM？寫(xiě)出 fM 的表達(dá)式，說(shuō)明提高 fM 的各項(xiàng)措施。12、畫(huà)出高頻晶體管結(jié)構(gòu)的剖面圖，并標(biāo)出圖中各部分的名稱(chēng)。13、某均勻基區(qū) NPN 晶體管的 WB= 1 m,DB= 20cm 2s-1，試求此管的基區(qū)渡越時(shí)間 b。 當(dāng)此管的基區(qū)少子電流密度 JnE = 102Acm -2時(shí)，其基區(qū)少子電荷面密度 QB

25、 為多少？14、某均勻基區(qū)晶體管的 WB= 2m, LB= 10 m，試求此管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) *之值。若將 此管的基區(qū)摻雜改為如式( 3-28)的指數(shù)分布，場(chǎng)因子 =6，則其 *變?yōu)槎嗌伲?5、某均勻基區(qū) NPN 晶體管的 WB= 2 m, NB=1017cm-1, DB= 18cm 2s-1, B=5×107s，試求 該管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) * 之值。又當(dāng)在該管的發(fā)射結(jié)上加 0.6V 的正向電壓，集電結(jié)短路時(shí)， 該管的 JnE 和 JnC 各為多少？16、某均勻基區(qū)晶體管的注入效率 =0.98，若將其發(fā)射結(jié)改為異質(zhì)結(jié)， 使基區(qū)的禁帶寬 度 eGB 比發(fā)射區(qū)的禁帶寬度 eGE 小0.08

26、eV，則其注入效率 變?yōu)槎嗌伲咳粢蛊?仍為 0.98， 則其有源基區(qū)方塊電阻 RB1可以減小到原來(lái)的多少？17、某雙極型晶體管的 RB1= 1000 R, E= 5 ，基區(qū)渡越時(shí)間 b=109s ,當(dāng)IB= 0.1mA 時(shí), IC= 10mA ，求該管的基區(qū)少子壽命 b。18、某晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) *=0.99，注入效率 =0.97 ，試求此管的 與 。當(dāng)此管 的有源基區(qū)方塊電阻 RB1乘以3，其余參數(shù)均不變時(shí)，其 與 變?yōu)槎嗌伲?9、某雙極型晶體管當(dāng) IB1= 0.05mA 時(shí)測(cè)得 IC1 = 4mA ，當(dāng)IB2= 0.06mA 時(shí)測(cè)得 IC2 = 5mA， 試分別求此管當(dāng)IC = 4m

27、A 時(shí)的直流電流放大系數(shù) 與小信號(hào)電流放大系數(shù) O。20、某緩變基區(qū) NPN 晶體管的 BVCBO = 120V ， =81，試求此管的 BVCEO。21、某高頻晶體管的 f=5MHz ，當(dāng)信號(hào)頻率為 f=40MHz 時(shí)測(cè)得其 |=10，則當(dāng) f=80MHz 時(shí)|為多少？該管的特征頻率 fT 為多少？該管的 0為多少？22、某高頻晶體管的 0=50，當(dāng)信號(hào)頻率 f 為 30MHz 時(shí)測(cè)得 |=5，求此管的特征頻率 fT，以及當(dāng)信號(hào)頻率 f 分別為 15MHz 和60MHz 時(shí)的 |之值。23、某高頻晶體管的基區(qū)寬度 WB=1m，基區(qū)渡越時(shí)間 b= 2.7 ×10-10s,fT=550

28、MHz 。當(dāng) 該管的基區(qū)寬度減為 0.5 m，其余參數(shù)都不變時(shí)， fT 變?yōu)槎嗌伲?4、某高頻晶體管的 f=20MHz ，當(dāng)信號(hào)頻率為 f=100MHz 時(shí)測(cè)得其最大功率增益為 K pmax=24 ，則當(dāng) f=200MHz 時(shí) Kpmax 為多少？該管的最高振蕩頻率fM 為多少？25、畫(huà)出 NPN 緩變基區(qū)晶體管在平衡時(shí)和在放大區(qū)、飽和區(qū)及截止區(qū)工作時(shí)的能帶圖。26、畫(huà)出 NPN 緩變基區(qū)晶體管在平衡時(shí)和在放大區(qū)、飽和區(qū)及截止區(qū)工作時(shí)的少子分 布圖。27、某晶體管當(dāng) IB1= 0.05mA 時(shí)測(cè)得 IC1= 4mA，當(dāng) IB2= 0.06mA 時(shí)測(cè)得 IC2= 5mA ，試分 別求此管當(dāng) IC

29、 = 4mA 時(shí)的直流電流放大系數(shù) 與增量電流放大系數(shù) 0。28、已知某硅 NPN 均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度 WB= 2 m，基區(qū)摻雜濃度 nB= 5 × 1016cm-3， 基區(qū)少子壽命 tB= 1s，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù)DB= 15cm2s-1，以及從發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流密度JnE=0.1A/cm 2。試計(jì)算基區(qū)中靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)的非平衡少子電子濃度nB(0) 、發(fā)射結(jié)電壓 VBE 和基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) *。29、已知某硅 NPN 緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度 WB= 0.5 m，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) DB=20cm2s-1，基區(qū)自建場(chǎng)因子 = 20，試計(jì)算該晶體管的基區(qū)渡越時(shí)間tb 。可表為3

30、0、對(duì)于基區(qū)和發(fā)射區(qū)都是非均勻摻雜的晶體管，試證明其注入效率上式中， QEO 和 QBO 分別代表中性發(fā)射區(qū)和中性基區(qū)的雜質(zhì)電荷總量，De和 DB 分別代表中性發(fā)射區(qū)和中性基區(qū)的少子有效擴(kuò)散系數(shù)。31、已知某硅 NPN 均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度WB= 0.7 ，m基區(qū)摻雜濃度 nB= 1017cm-3 ，基區(qū)少子壽命 tB= 10-7s，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) DB= 18cm2s-1，發(fā)射結(jié)注入效率 = 0.995，發(fā)射結(jié)面積 Ae= 104m2。 表面和勢(shì)壘區(qū)復(fù)合可以忽略。當(dāng)發(fā)射結(jié)上有 0.7V 的正偏壓時(shí)，試計(jì)算該晶體管的基極電流 IB、集電極電流 I C和共基極電流放大系數(shù) 分別等于多少？3

31、2、已知某硅 NPN 均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度WB= 0.5 m，基區(qū)摻雜濃度 nB= 4×1017cm -3，基區(qū)少子壽命tB= 10-6s，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) DB= 18cm2s-1，發(fā)射結(jié)面積 Ae= 10 -5cm2。(1) 如果發(fā)射區(qū)為非均勻摻雜，發(fā)射區(qū)的雜質(zhì)總數(shù)為QEO/q= 8 ×109個(gè)原子，發(fā)射區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) De= 2cm2s-1，試計(jì)算此晶體管的發(fā)射結(jié)注入效率。(2) 試計(jì)算此晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)* 。(3) 試計(jì)算此晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù) 。(4) 在什么條件下可以按簡(jiǎn)化公式來(lái)估算 ？在本題中若按此簡(jiǎn)化公式來(lái)估算 ，則引入的百分誤差是多少？33

32、、在 N 型硅片上經(jīng)硼擴(kuò)散后，得到集電結(jié)結(jié)深xjc= 2.1 ，m有源基區(qū)方塊電阻 RB1 =800 ，再經(jīng)磷擴(kuò)散后，得發(fā)射結(jié)結(jié)深 xje= 1.3 ，m發(fā)射區(qū)方塊電阻 Re= 10 。設(shè)基區(qū)少子壽 命 tB= 10-7s，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) DB= 15cm2s-1，基區(qū)自建場(chǎng)因子 = 8，試求該晶體管的電流 放大系數(shù) 與 分別為多少？34、在材料種類(lèi)相同， 摻雜濃度分布相同， 基區(qū)寬度相同的條件下， PNP 晶體管和 NPN 晶體管相比，哪種晶體管的發(fā)射結(jié)注入效率 較大？哪種晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)* 較大？35、已知某硅 NPN 均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度WB= 2.5 ，m基區(qū)摻雜濃度 nB=

33、 1017cm-3 ，集電區(qū)摻雜濃度 nC= 1016cm-3，試計(jì)算當(dāng) VCB= 0時(shí)的厄爾利電壓 VA 的值。36、有人在測(cè)晶體管的 ICEO 的同時(shí)，錯(cuò)誤地用一個(gè)電流表去測(cè)基極與發(fā)射極之間的浮 空電勢(shì)，這時(shí)他聲稱(chēng)測(cè)到的 ICEO 實(shí)質(zhì)上是什么？37、某高頻晶體管的 f= 20MHz ，當(dāng)信號(hào)頻率 f= 100MHz 時(shí)測(cè)得其最大功率增益 Kpmax= 24。試求：(1) 該晶體管的最高振蕩頻率 fM。(2) 當(dāng)信號(hào)頻率 f 為200MHz 時(shí)該晶體管的 Kpmax之值。38、某硅 NPN 緩變基區(qū)晶體管的發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度近似為矩形分布，基區(qū)雜質(zhì)濃度為指 數(shù)分布，從發(fā)射結(jié)處的 nB(0) =

34、 10 18cm-3，下降到集電結(jié)處的 nB(WB) = 5 ×1015cm-3，基區(qū)寬度 WB= 2m，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù)DB= 12cm2/s，基極電阻 Rbb'= 75 ，集電區(qū)雜質(zhì)濃度 nC =1015cm-3，集電區(qū)寬度 WC= 10 m，發(fā)射結(jié)面積 Ae和集電結(jié)面積 AC均為5×10 -4cm2。工作點(diǎn)為： Ie= 10mA，VCB= 6V 。（正偏的勢(shì)壘電容可近似為零偏勢(shì)壘電容的2.5倍。）試計(jì)算：（1） 該晶體管的四個(gè)時(shí)間常數(shù) teb、 tb、tD、tc，并比較它們的大?。唬?） 該晶體管的特征頻率 fT ；（3）該晶體管當(dāng)信號(hào)頻率 f= 400MHz

35、 時(shí)的最大功率增益 Kpmax ；（4）該晶體管的高頻優(yōu)值 M ；（5）該晶體管的最高振蕩頻率 fM。39、在某偏置在放大區(qū)的 NPN 晶體管的混合 參數(shù)中， 假設(shè) C完全是中性基區(qū)載流子 貯存的結(jié)果， C完全是集電結(jié)空間電荷區(qū)中電荷變化的結(jié)果。試問(wèn)：（1） 當(dāng)電壓 VCE維持常數(shù)，而集電極電流 IC 加倍時(shí)，基區(qū)中靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)的少子濃度 nB（0） 將加倍、減半、還是幾乎維持不變？基區(qū)寬度WB將加倍、減半、還是幾乎維持不變？（2） 由于上述參數(shù)的變化，參數(shù) Rbb'、R、 gm、C、C將加倍、減半、還是幾乎維持不 變？（3）當(dāng)電流 IC維持常數(shù)，而集電結(jié)反向電壓的值增加， 使基區(qū)寬

36、度 WB減小一半時(shí)， nB（0） 將加倍、減半還是幾乎維持不變？第五章 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管填空題1、N 溝道 MOSFET 的襯底是（ ）型半導(dǎo)體，源區(qū)和漏區(qū)是（ ）型半導(dǎo)體，溝道中 的載流子是（ ）。2、P 溝道 MOSFET 的襯底是（ ）型半導(dǎo)體，源區(qū)和漏區(qū)是（ ）型半導(dǎo)體，溝道中 的載流子是（ ）。3、當(dāng) VGS=VT 時(shí)，柵下的硅表面發(fā)生（ 溝道，在 VDS 的作用下產(chǎn)生漏極電流。），形成連通（ ）區(qū)和（ ）區(qū)的導(dǎo)電4、N 溝道 MOSFET 中， VGS越大，則溝道中的電子就越（），溝道電阻就越（ ），漏極電流就越（ ）。5、在 N 溝道 MOSFET 中， VT>0的稱(chēng)為增

37、強(qiáng)型，當(dāng) VGS=0時(shí) MOSFET 處于（）狀）型區(qū)更容易發(fā)生反型。 nA （），使柵氧化層態(tài)； VT<0的稱(chēng)為耗盡型，當(dāng) VGS=0時(shí) MOSFET 處于（ ）狀態(tài)。6、由于柵氧化層中通常帶（）電荷，所以（ ）型區(qū)比（）。7、要提高 N 溝道 MOSFET 的閾電壓 VT ，應(yīng)使襯底摻雜濃度 厚度 Tox（8、 N 溝道 MOSFET 時(shí)， MOSFET 進(jìn)入（9、由于電子的遷移率）。當(dāng) VDS>= VDsat飽和漏源電壓 VDsat 的表達(dá)式是（ ）區(qū)，漏極電流隨 VDS 的增加而（）。n 比空穴的遷移率 p（ ），所以在其它條件相同時(shí)， （ ）溝道MOSFET 的 IDsa

38、t比（ ）溝道 MOSFET 的大。 為了使兩種 MOSFET 的 IDsat相同，應(yīng)當(dāng)使 N 溝道 MOSFET 的溝道寬度（）P 溝道 MOSFET 的。10、當(dāng) N 溝道 MOSFET 的 VGS<VT時(shí)，MOSFET （）導(dǎo)電，這稱(chēng)為（ ）導(dǎo)電。11、對(duì)于一般的 MOSFET ，當(dāng)溝道長(zhǎng)度加倍，而其它尺寸、摻雜濃度、偏置條件等都 不變時(shí)，其下列參數(shù)發(fā)生什么變化： VT（ ）、 IDsat（ ）、 Ron（ ）、 gm（ ）。12、由于源、漏區(qū)的摻雜濃度（）于溝道區(qū)的摻雜濃度，所以 MOSFET 源、漏 PN結(jié)的耗盡區(qū)主要向（ 穿通問(wèn)題（ ）。13、MOSFET 的跨導(dǎo) gm 的定

39、義是（ 的控制能力。），它反映了（ ）對(duì)（ ）區(qū)擴(kuò)展，使 MOSFET 的源、漏穿通問(wèn)題比雙極型晶體管的基區(qū)） L，（）VGS。14、為提高跨導(dǎo) gm 的截止角頻率 gm，應(yīng)當(dāng)（），（VT 變（ ）。），而在短溝道 MOSFETMOSFET 的溝道長(zhǎng)度縮短一半15、閾電壓 VT 的短溝道效應(yīng)是指，當(dāng)溝道長(zhǎng)度縮短時(shí)，16、在長(zhǎng)溝道 MOSFET 中，漏極電流的飽和是由于 （ 中，漏極電流的飽和則是由于（ ）。17、為了避免短溝道效應(yīng)，可采用按比例縮小法則，當(dāng)時(shí)，其溝道寬度應(yīng)（ ），柵氧化層厚度應(yīng)（ ），源、漏區(qū)結(jié)深應(yīng)（ ），襯底摻雜濃度應(yīng)（ ）。 問(wèn)答與計(jì)算題1、畫(huà)出 MOSFET 的結(jié)構(gòu)圖和輸

40、出特性曲線(xiàn)圖，并簡(jiǎn)要敘述MOSFET 的工作原理。2、什么是 MOSFET 的閾電壓 VT？寫(xiě)出 VT 的表達(dá)式，并討論影響 VT 的各種因素。3、什么是 MOSFET 的襯底偏置效應(yīng)？4、什么是有效溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)？如何抑制有效溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)？5、什么是 MOSFET 的跨導(dǎo) gm？寫(xiě)出 gm的表達(dá)式，并討論提高 gm 的措施。6、提高 MOSFET 的最高工作頻率 fT 的措施是什么？7、什么是 MOSFET 的短溝道效應(yīng)？8、什么是 MOSFET 的按比例縮小法則？9、在 nA = 1015cm-3的 P型硅襯底上制作 Al 柵 N 溝道 MOSFET ，柵氧化層厚度為 50nm， 柵

41、氧化層中正電荷數(shù)目的面密度為1011cm-2，求該 MOSFET 的閾電壓 VT 之值。10、某處于飽和區(qū)的 N 溝道 MOSFET 當(dāng) VGS= 3V 時(shí)測(cè)得 IDsat = 1mA ，當(dāng) VGS= 4V 時(shí)測(cè) 得 IDsat = 4mA ，求該管的 VT 與 之值。11、某 N 溝道 MOSFET 的 VT= 1V,= 4 ×10-3AV -2，求當(dāng) VGS= 6V ， VDS分別為 2V、4V、 6V 、8V 和10V 時(shí)的漏極電流之值。12、某 N 溝道 MOSFET 的 VT = 1.5V ,= 6 ×10-3AV-2，求當(dāng) VDS= 6V ， VGS分別為 1.5V、 3.5V 、 5.5V 、 7.5V 和9.5V 時(shí)的漏極電流之值。13、某 N 溝道 MOSFET 的 VT = 1.5V,= 6 ×10-3AV -2，求當(dāng) VGS分別為 2V、4V、6V、8V 和10V 時(shí)的通導(dǎo)電阻 Ron 之值。14、某 N 溝道 MOSFET 的 VT = 1V,= 4 ×10-3AV-2，求當(dāng) VGS= 6V ，VDS分別為 2V、4V、 6V、8V 和10V 時(shí)的跨導(dǎo) gm 之值。15、某 N 溝道 MOSFET 的 VT