微电子器件期末复习题含答案

微电子器件期末复习题(含答案) 导读：就爱阅读网友为您分享以下“微电子器件期末复习题(含答案)”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 【习题压得准 五杀跑不了】 微电子器件（陈星弼第三版）电子工业出版社 前言根据统计，课堂测验、课后作业中的题目提纲中无相似题型，请复习提纲的同时在做一次作业以及课堂测验。作业答案、课堂作业答案平时随课堂进度上传群共享，请自行查阅。本答案为个人整理，如有不妥之处望批评指正。计算题部分，实在无能为力，后期会继续上传计算题集锦，敬请期待。另，由于本人微电子班，无光源班群，请有心人士转载至光源班群，共同通过期末考试！电子科技大学中山学院/1 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 电子科技大学中山学院/2 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为163A 1.510cm N -=，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（316105. 1-=cm N A ）和（314105. 1-=cm N A ）。2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（负）电荷，N 区一侧带（正）电荷。内建电场的方向是从（N ）区指向（P ）区。发生漂移运动，空穴向P 区，电子向N 区3、当采用耗尽近似时，N 。由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（大）。4、PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（小），内建电场的最大值就越（大），内建电势V bi 就越（大），反向饱和电流I 0就越（小）P20，势垒电容C T 就越（ 大 ），雪崩击穿电压就越（小）。5、硅突变结内建电势V bi P9在室温下的典型值为（0.8V ） 6、当对PN结外加正向电压时，其势垒区宽度会（减小），势垒区的势垒高度会（降低）。7、当对PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（增大），势垒区的势垒高度会（提高）。8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p 与外加电压V 之间的关系可表示为P18。若P 型区的掺杂浓度173A 1.510cm N -=，外加电压V = 0.52V，则P 型区与耗尽区边界上的少子浓度n p 为（3251035. 7-cm ）。9、当对PN 结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（大）；当对PN 结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（小）。10、PN 结的正向电流由（空穴扩散）电流、（电子扩散）电流和（势垒区复合）电流三部分所组成。11、PN 结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（多子）；PN 结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（少子）。 电子科技大学中山学院/3 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 12、当对PN 结外加正向电压时，由N 区注入P 区的非平衡电子一边向前扩散，一边（复合）。每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（ 1e）。13、PN 。这个表达式在正向电J J d -=）。 14、在PN 结的正向电流中，当电压较低时，以（势垒区复合）电流为主；当电压较高时，以（扩散）电流为主。15、薄基区二极管是指PN 结的某一个或两个中性区的长度小于（该区的少子扩散长度）。在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（线性分布）。16、小注入条件是指注入某区边界附近的（非平衡少子）浓度远小于该区的（平衡多子）浓度，因此该区总的多子浓度中的（非平衡）多子浓度可以忽略。17、大注入条件是指注入某区边界附近的（非平衡少子）浓度远大于该区的（平衡多子）浓度，因此该区总的多子浓度中的（平衡）多子浓度可以忽略。18、势垒电容反映的是PN 结的（微分）电荷随外加电压的变化率。PN 结的掺杂浓度越高，则势垒电容就越（ 大 ）；外加反向电压越高，则势垒电容就越（ 小 ）。19、扩散电容反映的是PN 结的（非平衡载流子）电荷随外加电压的变化率。正向电流越大，则扩散电容就越（大）；少子寿命越长，则扩散电容就越（大）。【P51】20、在PN 结开关管中，在外加电压从正向变为反向后的一段时间内，会出现一个较大的反向电流。引起这个电流的原因是存储在（N ）区中的（非平衡载流子）电荷。这个电荷的消失途径有两条，即（反向电流的抽取）和（少子自身的复合）。21、从器件本身的角度，提高开关管的开关速度的主要措施是（降低少子寿命）和（加快反向复合）。（减薄轻掺杂区的厚度）22、PN 结的击穿有三种机理，它们分别是（雪崩击穿）、（齐纳击穿）和（热击穿）。23、PN 结的掺杂浓度越高，雪崩击穿电压越（小）；结深越浅，雪崩击穿电压就越（小）。 电子科技大学中山学院/4 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 24、雪崩击穿和齐纳击穿的条件分别是（10dx i rd 。P41 25、晶体管的基区输运系数是指（基区中到达集电结的少子）电流与（从发射结刚注入基区的少子）电流之比。P67由于少子在渡越基区的过程中会发生（复合），从而使基区输运系数（小于1）。为了提高基区输运系数，应当使基区宽度（远小于）基区少子扩散长度。26、晶体管中的少子在渡越（基区）的过程中会发生（复合），从而使到达集电结的少子比从发射结注入基区的少子（小）。27、晶体管的注入效率是指（从发射区注入基区的少子）电流与（总的发射极）电流之比。P69为了提高注入效率，应当使（发射）区掺杂浓度远大于（基）区掺杂浓度。28、晶体管的共基极直流短路电流放大系数是指发射结（正）偏、集电结（零）偏时的（集电极）电流与（发射极）电流之比。29、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数是指（发射）结正偏、（集电）结零偏时的（集电极）电流与（基极）电流之比。30、在设计与制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当（减小）基区宽度，（降低）基区掺杂浓度。31、某长方形薄层材料的方块电阻为100，长度和宽度分别为300m 和60m ，则其长度方向和宽度方向上的电阻分别为（500）和（20）。若要获得1K 的电阻，则该材料的长度应改变为（m 600）。32、在缓变基区晶体管的基区中会产生一个（内建电场），它对少子在基区中的运动起到（加速）的作用，使少子的基区渡越时间（减小）。33、小电流时会（减小）。这是由于小电流时，发射极电流中（势垒区复合电流）的比例增大，使注入效率下降。 电子科技大学中山学院/5 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 34、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（注入效率），反而会使其（下降）。造成发射区重掺杂效应的原因是（发射区禁带变窄）和（俄歇复合增强）。P7635、在异质结双极晶体管中，发射区的禁带宽度（大）于基区的禁带宽度，从而使异质结双极晶体管的（注入效率）大于同质结双极晶体管的。P7936、当晶体管处于放大区时，理想情况下集电极电流随集电结反偏的增加而（不变）。但实际情况下集电极电流随集电结反偏增加而（增加），这称为（基区宽度调变）效应。P8337、当集电结反偏增加时，集电结耗尽区宽度会（变宽），使基区宽度（变窄），从而使集电极电流（增大），这就是基区宽度调变效应（即厄尔利效应）。P8338、I ES 是指（集电结）短路、（发射）结反偏时的（发射）极电流。39、I CS 是指（发射结）短路、（集电结）反偏时的（集电）极电流。 41、I CBO 是指（发射）极开路、（集电）结反偏时的（集电）极电流。41、I CEO 是指（基）极开路、（集电）结反偏时的（集电）极电流。42、I EBO 是指（集电极）极开路、（发射）结反偏时的（发射）极电流。43、BV CBO 是指（发射）极开路、（集电）结反偏，当（CBO I ）时的V CB 。44、BV CEO 是指（基）极开路、（集电）结反偏，当（CEO I ）时的V CE 。45、BV EBO 是指（集电）极开路、（发射）结反偏，当（EBO I ）时的V EB 。46、基区穿通是指当集电结反向电压增加到使耗尽区将（基区）全部占据时，集电极电流急剧增大的现象。防止基区穿通的措施是（增加）基区宽度、（提高）基区掺杂浓度。P9047、比较各击穿电压的大小时可知，BV CBO （大于）BV CEO ，BV CBO （远大于）BV EBO 。48、要降低基极电阻bb r ，应当（提高）基区掺杂浓度，（提高）基区宽度。49、无源基区重掺杂的目的是（为了降低体电阻）。 电子科技大学中山学院/6 陈卉/题目王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 50、发射极增量电阻r e 的表达式。室温下当发射极电流为1mA 时，r e =（26）。 51、随着信号频率的提高，晶体管的、的幅度会（下降），相角会（滞后）。 52、在高频下，基区渡越时间b 对晶体管有三个作用，它们是：（复合损失使小于 10* 小于 1）、（时间延迟使相位滞后）和（渡越时间的分散使|*|减小）。53、基区渡越时间b 是指（从发射结渡越到集电结所需要的平均时间）。当基区宽度加倍时，基区渡越时间增大到原来的（2）倍。54、晶体管的共基极电流放大系数随频率的（增加）而下降。当晶体管的下的截止频率，记为（f ）。55、晶体管的共发射极电流放大系数随频率的（增加）而下降。当晶体管的下降到021时的频率，称为的（截止频率），记为（f ）。 56、当f f 时，频率每加倍，晶体管的降到原来的（）；最大功率增益pmax K 降到原来的（）。57、当（电流放大系数）降到1时的频率称为特征频率T f 。当（晶体管最大功率max p ）降到1时的频率称为最高振荡频率M f 。58、当降到（1）时的频率称为特征频率T f 。当pmax K 降到（1）时的频率称为最高振荡频率M f 。59、晶体管的高频优值M 是（功率增益）与（带宽）的乘积。60、晶体管的高频小信号等效电路与直流小信号等效电路相比，增加了三个元件，它们是（集电结势垒电容）、（发射结势垒电容）和（发射结扩散电容）。61、对于频率不是特别高的一般高频管，ec 中以（b I ）为主，这时提高特征频率T f 的主要措施是（减小基区宽度）。 电子科技大学中山学院/7 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 62、为了提高晶体管的最高振荡频率M f ，应当使特征频率T f （增大），基极电阻bb r （降低），集电结势垒电容TC C （降低）。63、对高频晶体管结构上的基本要求是：（尺寸小）、（结深浅）、（线条细）和（非工作基区重掺杂）。64、N 沟道MOSFET 的衬底是（P ）型半导体，源区和漏区是（N ）型半导体，沟道中的载流子是（电子）。65、P 沟道MOSFET 的衬底是（N ）型半导体，源区和漏区是（P ）型半导体，沟道中的载流子是（空穴）。66、当GS T V V =时，栅下的硅表面发生（强反型），形成连通（源）区和（漏）区的导电沟道，在DS V 的作用下产生漏极电流。67、N 沟道MOSFET 中，GS V 越大，则沟道中的电子就越（多），沟道电阻就越（小），漏极电流就越（大）。68、在N 沟道MOSFET 中，T 0V 的称为增强型，当GS 0V =时MOSFET 处于（截止）状态；T 0V 的称为耗尽型，当GS 0V =时MOSFET 处于（导通）状态。69、由于栅氧化层中通常带（正）电荷，所以（P ）型区比（N ）型区更容易发生反型。70、要提高N 沟道MOSFET 的阈电压V T ，应使衬底掺杂浓度N A （增大），使栅氧化层厚度T ox （减薄）。71、N 沟道MOSFET 饱和漏源电压Dsat V 的表达式是（T GS V V -）。当DS Dsat V V 时，MOSFET进入（ 饱和）区，漏极电流随DS V 的增加而（不变）。72、由于电子的迁移率n 比空穴的迁移率p （大），所以在其它条件相同时，（N ）沟道MOSFET 的Dsat I 比（P ）沟道MOSFET 的大。为了使两种MOSFET 的Dsat I 相同，应当使N 沟道MOSFET 的沟道宽度（小于）P 沟道MOSFET 的。73、当N 沟道MOSFET 的GS T V V 时，MOSFET （不）导电，这称为（增强型）导电。 电子科技大学中山学院/8 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 74、对于MOSFET ，当沟道长度加倍，而其它尺寸、掺杂浓度、偏置条件等都不变时，其下列参数发生什么变化：T V （减小）、Dsat I （减小）、on R （增大）、m g （减小）。75、由于源、漏区的掺杂浓度（大）于沟道区的掺杂浓度，所以MOSFET 源、漏PN 结的耗尽区主要向（衬底）区扩展，使MOSFET 的源、漏穿通问题比双极型晶体管的基区穿通问题（严重）。76、MOSFET 的跨导g m 的定义是（转移特性曲线的斜率），反映了（栅源电压）对（漏极电流）的控制能力。77、为提高跨导g m 的截止角频率m g ，应当（增大），（ 减小）L ，（增大）V GS 。78、阈电压T V 的短沟道效应是指，当沟道长度缩短时，T V 变（减小）。79、在长沟道MOSFET 中，漏极电流的饱和是由于（沟道夹断），而在短沟道MOSFET 中，漏极电流的饱和则是由于（载流子漂移速度的饱和）。80、为了避免短沟道效应，可采用按比例缩小法则，当MOSFET 的沟道长度缩短一半时，其沟道宽度应（增大），栅氧化层厚度应（减小），源、漏区结深应（增大），衬底掺杂浓度应（ 增大）。 电子科技大学中山学院/9 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 二、问答题1、简要叙述PN 结空间电荷区的形成过程。在PN 结中, 由于自由电子的扩散运动和内电场导致的漂移运动, 使PN 结中间的部位(P区和N 区交界面) 产生一个很薄的电荷区2、什么叫耗尽近似？什么叫中性近似？空间电荷区的自由载流子已完全扩散掉，即完全耗尽，电离杂质构成空间电荷区内电荷的唯一来源；耗尽区以外区域中的多子浓度仍等于电离杂质浓度，因此这部分区域保持了完全的电中性。3、什么叫突变结？什么叫单边突变结？什么叫线性缓变结？分别画出上述各种PN 结的杂质浓度分布图、内建电场分布图和外加正向电压及反向电压时的少子浓度分布图。当半导体内的杂质从受主杂质突变为施主杂质时，称为突变结。如果一边的掺杂浓度远大于另一边，则p-n 结势垒区主要是在轻掺杂一边，这种突变结即称为单边突变结。在一定条件下，假设冶金结附近的杂质浓度是随距离进行线性变化的，这称为线性缓变结。 电子科技大学中山学院/10陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 4、PN 结势垒区的宽度与哪些因素有关？掺杂浓度和温度 5、写出PN 结反向饱和电流I 0的表达式，并对影响I 0的各种因素进行讨论。I O =J0*A,主要取决于半导体材的种类、掺杂浓度和温度。半导体材料的禁带宽度越大，则反向饱和电流越小，锗的J0最大，硅次之，砷化镓的最小; 掺杂浓度越高，J0越小；温度越高，J0越大。 6、PN 结的正向电流由正向扩散电流和势垒区复合电流组成。试分别说明这两种电流 随外加正向电压的增加而变化的规律。当正向电压较小时以什么电流为主？当正向电压较大时以什么电流为主？7、什么是小注入条件？什么是大注入条件？写出小注入条件和大注入条件下的结定律，并讨论两种情况下中性区边界上载流子浓度随外加电压的变化规律。所谓大注入，就是注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度p n 接近或者超过原来的平衡多数载流子浓度0p p （掺杂浓度）时的一种情况。所谓小注入就是注入的非平衡少数载流子浓度p n 远小于原来的平衡多数载流子浓度0p p （掺杂浓度）的状态。 8、在工程实际中，一般采用什么方法来计算PN 结的雪崩击穿电压？P36 电子科技大学中山学院/11陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 9、简要叙述PN 结势垒电容和扩散电容的形成机理及特点。势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。 扩散电容：为了形成正向电流（扩散电流），注入P 区的少子（电子）在P 区有浓度差，越靠近PN 结浓度越大，即在P 区有电子的积累。同理，在N 区有空穴的积累。正向电流大，积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容CD 。10、当把PN 结作为开关使用时，在直流特性和瞬态特性这两方面，PN 结与理想开关相比有哪些差距？引起PN 结反向恢复过程的主要原因是什么？直流特性：“开” 态时电压为 0，“关” 态时电流为 0 。瞬态特性：打开的瞬间应立即出现稳态电流，关断的瞬间电流应立即消失。反向恢复过程的原因，是 PN 结在正向导通期间存储在中性区中的非平衡少子电荷 Q 。11、画NPN 晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的少子分布图。 画出NPN 晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的能带图。 132 4 1 3 2 4 电子科技大学中山学院/12 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 12、画出共基极放大区晶体管中各种电流的分布图，并说明当输入电流I E 经过晶体管变成输出电流I C 时，发生了哪两种亏损？ 13、倒向晶体管的电流放大系数为什么小于正向晶体管的电流放大系数？（1）集电结的面积一般比发射结大，在正向管中，从发射结注入基区的少子几乎能够被集电结所收集，但在倒向管中，从集电结注入基区的少子只有一部分能被发射结所收集；（2）集电区的掺杂浓度低于基区，使倒向管的注入效率降低；（3）在缓变基区晶体管中，基区内建电场对倒向管的基区少子起减速作用。14、提高基区掺杂浓度会对晶体管的各种特性，如 、TE C 、EBO BV 、pt V 、A V 、bb r 等产生什么影响？ 15、减薄基区宽度会对晶体管的上述各种特性产生什么影响？ P + I ne I pr I nrI pe I pc N P 从 I E 到 I C ，发生了两部分亏损：I nE 与 I nr 。 要减小 I nE，就应使 N E N B ； 要减小 I nr ，就应使 W B LB 。 提高 电子科技大学中山学院/13 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 16、双极晶体管的理想的共发射极输出特性曲线图，并在图中标出饱和区与放大区的分界线，然后厄尔利效应击穿现象的共发射极输出特性曲线图。 17、画出包括基极电阻在内的双极型晶体管的简化的交流小信号等效电路。 18、什么是双极晶体管的特征频率T f ？写出T f 的表达式，并说明提高T f 的各项措施。定义：当|w|降为 1 时的频率称为 特征频率 ，记为 fT 表达式:方法：1) 减薄基区宽度Wb, 可采用浅结扩散或离子注入技术2) 降低基区掺杂浓度N b 以提高D nb ; 、适当提高基区杂质浓度梯度, 以建立一定的基区自建电场。3) 减小结面积Ae,Ac, 以减小结电容4) 减小集电区电阻及厚度, 采用外延结构, 以减小 xmc及rcs5) 做好Al 电极欧姆接触6) 注意管壳的设计及选择, 以减小杂散电容7) 在结构参数均相同时,npn 管较pnp 管有较高的f T (DnDp)分界线V BC = 0 V CE = V BEV BC 0 V CE V BE放大区 V BC 0V CE VBE 放大区 T 0f f = 电子科技大学中山学院/14 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 19、写出组成双极晶体管信号延迟时间ec 的4个时间的表达式。其中的哪个时间与电流I E 有关？这使T f 随I E 的变化而发生怎样的变化？ 20、说明特征频率T f 的测量方法。实际测量 f T 时，不一定要测到使下降为 1 时的频率，而是在 的条件下测量 （ 可以大于 1 ），然后根据 ，即可得到 f T 又称为晶体管的增益带宽乘积。高频管的工作频率一般介于 f 与f T之间。21、什么是双极晶体管的最高振荡频率M f ？写出M f 的表达式，说明提高M f 的措施。 定义：当 K pmax 下降到 1 时的频率称为 最高振荡频率，记为 f M 。表达式： 措施： 22、画出高频晶体管结构的剖面图，并标出图中各部分的名称。 |0T |f f f f=T |, () f f f f f =T |,() f f f f f =112T 2M bb TC 8f f M r C = 电子科技大学中山学院/15 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 23、画出MOSFET 的结构图和输出特性曲线图，并简要叙述MOSFET 的工作原理。 24、什么是MOSFET 的阈电压V T ？写出V T 的表达式，并讨论影响V T 的各种因素。1) 栅氧化层厚度 T OX ：当 T OX 减薄时， |V T | 是减小的2) 衬底费米势 FB ：与掺杂浓度有关，但影响不大。3) 功函数差 MS ：与金属种类、半导体导电类型及掺杂浓度有关。4) 耗尽区电离杂质电荷面密度 Q AD ：由于 FB 与掺杂浓度 N 的关系不大，故可近似地得到 5) 栅氧化层中的电荷面密度 Q OX ： 与制造工艺及晶向有关。MOSFET 一般采用（100）晶面，并在工艺中注意尽量减小 QOX 的引入。25、什么是MOSFET 的衬底偏置效应？V T 随V BS 的变化而变化，当 |V BS | 增大时，N 沟道 MOSFET 的阈电压向正方向变化，而 P 沟道 MOSFET 的阈电压向负方向变化。由于 ，所以 T OX 越厚、N 越高，衬底偏置效应就越严重。26、什么是有效沟道长度调制效应？如何抑制有效沟道长度调制效应？沟道有效长度随V DS 的增大而缩短的现象叫做有效沟道长度调制效应。A S,inv T B FB S,invOX ()Q V V V C =+-+21AD AD NQ (OX 21s 2C N q K = 电子科技大学中山学院/16 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 27、什么是MOSFET 的跨导g m ？写出g m 的表达式，并讨论提高g m 的措施。定义：跨导代表转移特性曲线的斜率，它反映了栅电压 V GS 对漏电流 I D 的控制能力，即反映了 MOSFET 的增益的大小。 表达式： 措施：为了提高 g m ，从器件制造角度，应提高 ，即增大 ，提高迁移率 ，减小 T OX 。从电路使用角度，应提高 V GS 。28、提高MOSFET 的最高工作频率f t 的措施是什么？缩短沟道长度 L ，提高载流子迁移率 ，提高栅源电压 V GS 。这些都与提高跨导的截止角频率gm 的要求相同。 29、什么是MOSFET 的短沟道效应？随着 L 的缩短 ，将有一系列在普通 MOSFET 中不明显的现象在短沟道 MOSFET 中变得严重起来，这一系列的现象统称为 “ 短沟道效应 ” 。30、什么是MOSFET 的按比例缩小法则？当MOSFET 的沟道长度缩短时，要求器件的其他各种横向和纵向尺寸，以及电压也按照一定比例缩小，使缩小后的MOSFET 的内部电场仍与未缩小的MOSFET 相同。三、计算题1、某突变PN 结的153183D A 1.510cm , 1.510cm N N -=，试求n0n0p0n p p 、和p0n 的值，并求当外加0.5V 正向电压和（-0.5V ）反向电压时的p p () n x -和n n () p x 的值。520220180150105. 1; 105. 1; 105. 1; 105. 1=DA A D N n Pn N n Np N Pp N Nn 340313037031001067. 6) exp() (; 1037. 3) exp() (1067. 6) exp() (; 1037. 3) exp() (-=-=-cm KT qV n x n cm KT qV n x n cm KT qV p x p cm KT qV p x p p p p p n n n n n n p p DS|GS D m V V I g =LZ 电子科技大学中山学院/17 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 2、突变PN 结的153183D A 1.510cm , 1.510cm N N -=计算该PN 结的内建电势V bi 之值。778. 0) 10(026. 0132ln ln =i D An N Nq KT bi V 3、有一个P 沟道MOSFET 的衬底掺杂浓度为153D 1.510cm N -=，另一个N 沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为183A 1.510cm N -=。试分别求这两个MOSFET 的衬底费米势，并将这两个衬底费米势之和与上题的V bi 相比较。N 沟道MOSFET V n N q KT Fp iA 479. 0ln =； P 沟道MOSFET V n N q KT Fn i D299. 0ln -=bi n p V F F =-=+18. 0299. 0479. 0 4、某突变PN 结的153183D A 1.510cm , 1.510cm N N -=，试问J dp 是J dn 的多少倍？22p i n i dp dn B D E A exp 1. exp 1qD n qD n qV qV J J W N kT W N kT =-=- 因为Lp Dp Ln Dn =所以1000=D A dn dp N N J J 5、已知某PN 结的反向饱和电流为I o =10 -12A ，试分别求当外加0.5V 正向电压和（-0.5V ）反向电压时的PN 结扩散电流。A KT qV I F A KTqV I F I V I V 12040101) exp(1025. 21) exp(:5. 0:5. 0-=-=-+6、已知某PN 结的反向饱和电流为I o =10 -11A ，若以当正向电流达到10 -2 A作为正向导通的开始，试求正向导通电压V F 之值。若此PN 结存在寄生串联电阻r cs = 10，则在同样的测试条件下V F 将变为多少？【教材2-22】 7、某硅单边突变结的雪崩击穿临界电场51C 3.510Vcm E -=，开始发生雪崩击穿时的耗尽区宽度dB 8.57m x =，求该PN 结的雪崩击穿电压B V 。若对该PN 结外加B 0.25V =的反向电压，则其耗尽区宽度为多少？ 电子科技大学中山学院/18 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 8、如果设单边突变结的雪崩击穿临界电场E C 与杂质浓度无关，则为了使雪崩击穿电压V B 提高1倍，发生雪崩击穿时的耗尽区宽度x dB 应为原来的多少倍？低掺杂区的杂质浓度应为原来的多少倍？ 9、某突变PN 结的V bi = 0.7V，当外加-4.3V 的反向电压时测得其势垒电容为8pF ，则当外加-19.3V 的反向电压时其势垒电容应为多少？ 10、某突变结的内建电势V bi = 0.7V，当外加电压V = 0.3V时的势垒电容与扩散电容分别是2pF 和4210pF -，试求当外加电压V = 0.6V 时的势垒电容与扩散电容分别是多少？ 11、某均匀基区NPN 晶体管的21B B 1m, 20cm s W D -=，试求此管的基区渡越时间b 。当此管的基区少子电流密度J nE = 102Acm -2时，其基区少子电荷面密度Q B 为多少？ 12、某均匀基区晶体管的B B 2m, 10m W L =，试求此管的基区输运系数*之值。若将此管的基区掺杂改为如式（3-28）的指数分布，场因子6=，则其*变为多少？ 13、某均匀基区NPN 晶体管的171217B B B B 2m, 10cm , 18cm s , 510s W N D -=，试求该管的基区输运系数*之值。又当在该管的发射结上加0.6V 的正向电压，集电结短路时，该管的J nE 和J nC 各为多少？ 14、某均匀基区晶体管的注入效率0.98=，若将其发射结改为异质结，使基区的禁带宽度E GB 比发射区的禁带宽度E GE 小0.08eV ，则其注入效率变为多少？若要使其仍 电子科技大学中山学院/19 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 为0.98，则其有源基区方块电阻B1R 口可以减小到原来的多少？ 15、某双极型晶体管的B11000, 5R R =口口E ，基区渡越时间b =109 s , 当I B = 0.1mA 时, I C = 10mA，求该管的基区少子寿命B 。 16、某晶体管的基区输运系数0.99*=，注入效率0.97=，试求此管的与。当此管的有源基区方块电阻B1R 口乘以3，其余参数均不变时，其与变为多少？17、某双极型晶体管当I B1 = 0.05mA 时测得I C1 = 4mA ，当I B2 = 0.06mA 时测得I C2 = 5mA ，试分别求此管当I C = 4mA时的直流电流放大系数与小信号电流放大系数O 。 18、某缓变基区NPN 晶体管的BV CBO = 120V，81=，试求此管的BV CEO 。 19、某高频晶体管的5MHz f =，当信号频率为40MHz f =时测得其10=，则当80MHz f =时为多少？该管的特征频率T f 为多少？该管的0为多少？ 20、某高频晶体管的500=，当信号频率f 为30MHz 时测得5=，求此管的特征频率T f ，以及当信号频率f 分别为15MHz 和60MHz 时的之值。 21、某高频晶体管的基区宽度B 1m W =，基区渡越时间10b 2.710s -=，T 550MHz f =。当该管的基区宽度减为0.5m ，其余参数都不变时，T f 变为多少？ 22、某高频晶体管的20MHz f =，当信号频率为100MHz f =时测得其最大功率增益为pmax 24K =，则当200MHz f =时pmax K 为多少？该管的最高振荡频率M f 为多少？ 电子科技大学中山学院/20陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 23、在N A = 1015cm -3的P 型硅衬底上制作Al 栅N 沟道MOSFET ，栅氧化层厚度为50nm ，栅氧化层中正电荷数目的面密度为1011cm -2，求该MOSFET 的阈电压V T 之值。24、某处于饱和区的N 沟道MOSFET 当V GS1 = 3V时测得I Dsat1 = 1mA ，当V GS2 = 4V时测得I Dsat2 = 4mA，求该管的V T 与之值。连立方程组()()2Dsat1GS1T2Dsat2GS2T 22I V V I V V =-=-25、某N 沟道MOSFET 的V T = 1V, = 410-3AV -2，求当V GS = 6V ，V DS 分别为2V 、4V 、6V 、8V 和10V 时的漏极电流之值。26、某N 沟道MOSFET 的V T = 1.5V,= 610-3AV -2，求当V DS = 6V，V GS 分别为1.5V 、3.5V 、5.5V 、7.5V 和9.5V 时的漏极电流之值。27、某N 沟道MOSFET 的V T = 1.5V,= 610-3AV -2，求当V GS 分别为2V 、4V 、6V 、8V 和10V 时的通导电阻R on 之值。28、某N 沟道MOSFET 的V T = 1V,= 410-3AV -2，求当V GS = 6V，V DS 分别为2V 、4V 、6V 、8V 和10V 时的跨导g m 之值。29、某N 沟道MOSFET 的V T = 1V,= 610-3AV -2，求当V DS = 4V，V GS 分别为2V 、4V 、6V 、8V 和10V 时漏源电导g ds 之值。 电子科技大学中山学院/21 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 30、某N 沟道MOSFET 的沟道长度2m L =，阈电压V T = 1.5V ，电子迁移率为320cm 2/V.s，试求当外加栅电压V GS = 5V时的饱和区跨导的截止角频率m g 。 电子科技大学中山学院/22 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新考试会给两页公式纸！微电子器件公式：部分物理常数：191412S 1031412G i S 13314G i OX 1.610C, 0.026V (300k), (Si)11.88.854101.04510cm, (Si)1.09eV, (Si)1.510cm , (Ge)168.854101.41710cm, (Ge)0.66eV, (Ge)2.410cm , 3.98.854103.45q kT q T E n E n -=13310F cm-第1章 半导体器件基本方程 1. 泊松方程D A sd () d E qp n N N x =-+- 2. 电流密度方程n n p p d d d n J q n E q p J q p E q x =+=-3. 电荷控制方程n nn n p pp pd d d d Q Q I t Q Q I t =-=-第2章 PN 结2.1 PN 结的平衡状态1. 平衡多子p0A i n0D i ()p N n n N n =P 区（N 区）2. 平衡少子22i i p0i p0A 22iin0i n0D()n n n n P p N n n p n n N =区（N 区）3. 内建电势 A Dbi 2i ln N N kT V q n =4. 最大电场强度 120m a b i s 2qN E V = 5.N 区耗尽区宽度 12ss An max bi D D A D 2() N x E V qN q N N N =+6.P 区耗尽区宽度 12ss Dp max bi A A A D 2() N x E V qN q N N N =+7. 总耗尽区宽度 12bi sd n p bi max 022V x x x V E qN =+=2.2 PN 结的直流电流电压方程1. 在N 型区与耗尽区的边界处，即 n x 处 n n n 0() e x qV p x pkT = 在P 型区与耗尽区的边界处，即 p x 处 p p p0() exp qV n x n kT-= 2. PN 结总的扩散电流密度 d J 电子科技大学中山学院/23陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新p p 2n n d dp dn n0p0i p n p D n A 0F F F 00exp 1exp 1exp 1exp 1exp D D D D qVqV J J J q p n qn L L kT L N L N kT qV J kT qV qV I I I kT kT =+=+-=+- =- =- 3. 势垒区产生复合电流 n pi d gr d exp 1d 2exp 12x x qV qn x kT J q U x qU x qV kT - =+ 4. 薄基区二极管扩散电流 22p i n i dp dn B D E A exp 1. exp 1qD n qD n qVqVJ J W N kT W N kT =-=- 2.3 准费米能级与大注入效应1. 转折电压 i i D KN A KP 2ln () 2ln kT V N q n kT V q n = = 区（P 区） 2. 大注入下结定律 ()()n n i p p i exp 2exp 2qV p x n kT qV n x n kT = -= 2.4 PN 结的击穿 1. 雪崩倍增因子 di 011d x M x=- 2. 雪崩击穿近似计算120C B s 2qN E V = 2.5 PN 结的势垒电容 11223s 0sT T bi bi(). 212qN aq C A C A V V V V =-均匀（缓变）2.6 PN 结的交流小信号特性与扩散电容 1. PN 结的直流增量电导 F D qI g kT =2. PN 结的扩散电容 F D D 22qI g C kT = 2.7 PN 结的开关特性 1. 超量存储电荷 f I Q =) 0( 第3章 双极结型晶体管3.1 双极结型晶体管基础 电流放大系数关系：C B . 11I I =-+ 3.2 均匀基区晶体管的电流放大系数 1. 基区输运系 2pC B pEB 112J W J L *=- b B1=-214B B B W D 电子科技大学中山学院/24 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新缓变基区 2B 2B 21112W L *=- 2. 基区度越时间 2B b B 2W D =B B pE pCQ Q J J = 3. 基区少子寿命 B B pr Q J =4. 注入效率 B E E B E E B B B E W W N W D N W D -=1-111E B R R =-口口 5. 共基极电流放大系数 22E EB B 22B B1B B1111122R R W W L R L R *=-=- 口口口口 6. 共发射极电流放大系数 121E B 2BB112R W L R -=+ 口口 3.4 双极晶体管的直流电流电压方程1. 埃伯斯莫尔方程BC BEE ES R CS BC BEC ES CS exp 1exp 1exp 1exp 1qV qVI I I kT kT qV qVI I I kT kT =- =- 2. 共发射极电流方程BC BEB ES R CS BC BEC ES CS (1) exp 1(1) exp 1exp 1exp 1qV qVI I I kT kT qV qVI I I kT kT =-+- =- 3. 厄尔利电压 BBB B 0 A dBB B B B B CBCE d d d () () d d W W N xN xV W N W N W V V =- 4. 共发射极增量输出电阻 CE A o C C V V r I I = 5. 均匀基区厄尔利电压 B biA dB2, W V V x =3.5 双极晶体管的反向特性 1. 浮空电势 BE ln(1) 0kT V q =- 2. 基区穿通电压 2B pt C B B s C () 2N qV N N W N =+ 3. 击穿电压 CBO B BV V = (共基极) CEO BV =（共发射极）4. 反向电流 CBO CBOCEO CS R CBO I I I I I =-=-=1. . ) 1( 击穿后反向电流 MMI I MI I CBOCEO CBO CBO -=1. . . 电子科技大学中山学院/25 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 3.6 基极电阻 b e bb B3B2B1b 26212S S C d r R R R lS l l l=+口口口 3.8 电流放大系数与频率的关系1. 特征频率 T ec eb b d c 1122f =+0f =T |, () f f f f =2dc B ec TE cs TC T E B max 1211222x W kT C r C f qI D v =+-+ 3.10 功率增益和最高振荡频率1. 最大功率增益 omax T pmax 2in bb TC 8P f K P r C f = 2. 高频优值 2T pmax bb TC8f M K f r C = 3. 最高振荡频率 112T 2M bb TC 8f f M r C = 4. 跨导 KT qI KT qI g B C m = 第 5 章 绝缘栅场效应晶体管 5.2 MOSFET 的阈电压1.P 型衬底的费米势 A FP i F i 1ln 0N kT E E q q n =-=） N 型衬底 D FN i ln 0N kT q n =- 2. 阈值电压 OX A FP T MS FP OX OX0153MS 12A A d A s FP (2) 2,100.9(4)oxox ox Q Q V C C C t N cm N VQ qN x qN -=-+=-=-=-其中，当时，沟5.3 MOSFET 的直流电流电压方程 1. 电流电压方程 ()2D GS T DS DS p OX Dsat GS T 22Dsat GS T Dsat Dsat GS T 1() (). 211() 22Z I V V V V C L V V V I V V V V V V =-=-=-=-非饱和区（饱和区）5.5 MOSFET 的直流参数与温度特性1. 通导电阻 on R DS on D GS T n OX GS T 1() ()V L R I V V Z C V V =- 5.6 MOSFET 的小信号参数、高频等效电路及频率特性1. 跨导m g m DS ms GS T Dsat () () g V g V V V =-=非饱和区（饱和区） 2. 漏源电导ds g d s G S T D S D s a t d s s a t DS 0g V V V I g V =-=（）（） 电子科技大学中山学院/26 陈卉/题目 王嘉达/答案厚德 博学 求是 创新 模拟试题【非老师给的试卷】题目来源：电子科技大学成都学院（20复习题外新题） 一、填空题（20分） 1、在N 型半导体中，（ ）为多数载流子，（ ）为少数载流子。2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（ ）荷，N 区一侧带（ ）电荷。3、势垒电容反映的是PN 结的势垒区电离杂质电荷随外加电压的变化率。PN 结的掺杂浓度越高，则势垒电容就越（ ）；外加反向电压越