半導(dǎo)體試題WPS版(12題不兼容)

1、1. P-N結(jié)雪崩擊穿、隧道擊穿和熱擊穿的原理答：雪崩擊穿：反向偏壓下，由于勢壘區(qū)電場很強(qiáng)，在電場的加速下，少數(shù)載流子受到強(qiáng)電場的漂移作用具有很大的能量，當(dāng)它們與勢壘區(qū)晶格原子碰撞時(shí)，能把價(jià)建上的電子激發(fā)出來成為電子-空穴對(duì)，并在電場的作用下，向相反方向運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)發(fā)生發(fā)生碰撞，如此下去載流子大量增加，迅速增大了反向電流，使P-N結(jié)擊穿。 隧道擊穿：在強(qiáng)電場作用下，由于隧道效應(yīng)，將使P區(qū)價(jià)帶中大量的電子隧道穿過勢壘到達(dá)N區(qū)的導(dǎo)帶中去，使反向電流急劇增大，于是P-N結(jié)就發(fā)生了隧道擊穿。 熱擊穿：在P-N結(jié)上施加反向偏壓時(shí)，流過P-N結(jié)的反向電流要引起熱損耗，反向電壓增大時(shí)，熱損耗也隨之增大，如果這

2、些熱量不能及時(shí)導(dǎo)出去，會(huì)使結(jié)溫上升。而反向飽和電流密度隨溫度以指數(shù)形式增長，隨著結(jié)溫的上升反向飽和電流密度迅速增大，熱損耗也會(huì)迅速增大，又導(dǎo)致結(jié)溫上升，進(jìn)而正反饋的使反向飽和電流密度迅速增大引起P-N擊穿。2. 簡述晶體管開關(guān)的原理上圖是晶體管開關(guān)電路原理圖。當(dāng)基極輸入正脈沖，則基極電流立即上升到隨著IB的增加，發(fā)射結(jié)電壓降逐漸由反偏變?yōu)檎?，晶體管由截至變?yōu)閷?dǎo)通。集電極電路也隨著基極電流的增加而迅速增加，使得集電結(jié)逐漸由反偏變?yōu)榱闫踔琳?，集體管電壓降VCE也隨之迅速下降，C和E之間近似短路，相當(dāng)于開關(guān)K閉合。當(dāng)基極輸入負(fù)脈沖或零時(shí)。發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)也反偏。晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。集電結(jié)電流

3、。相當(dāng)于開關(guān)K斷開。晶體管的開關(guān)作用是通過基極控制信號(hào)使晶體管在飽和態(tài)與截止態(tài)之間往復(fù)轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)的。3. 簡述晶體管4個(gè)頻率參數(shù)的定義并討論它們之間的大小關(guān)系截止頻率表示共基極短路電流放大系數(shù)的幅值下降到時(shí)的頻率。截止頻率表示共射極短路電流放大系數(shù)的幅值下降到時(shí)的頻率。特征頻率表示共射極短路電流放大系數(shù)的幅值下降到時(shí)的頻率。最高振蕩頻率表示最佳功率增益等于1時(shí)的頻率。一般情況下，。4. 簡述弗侖克耳缺陷和肖特基缺陷的特點(diǎn)、共同點(diǎn)和關(guān)系弗侖克耳缺陷：間隙原子和空位成對(duì)出現(xiàn)的缺陷。肖特基缺陷：只在晶格內(nèi)產(chǎn)生空位而不產(chǎn)生間隙原子的缺陷。共同點(diǎn)：都是點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生方式，都能產(chǎn)生空位，都是由溫度引起的熱缺

4、陷。關(guān)系：它們?cè)谝粋€(gè)晶體中總是同時(shí)存在的。5. 以NPN型晶體管為例，試論述晶體管在不同工作模式下基區(qū)少數(shù)載流子分布特征及與晶體管輸出特性間的關(guān)系1） 截止?fàn)顟B(tài)：由于發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于反偏，基區(qū)邊界處電子處于抽取狀態(tài)故濃度很小。對(duì)應(yīng)于該工作模式的輸出特性曲線位于反向飽和電流ICBO下方。特點(diǎn)是輸出電流很小，為反向飽和電流。2） 正向放大狀態(tài)：由于發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，基區(qū)邊界靠近集電結(jié)一側(cè)處于抽取狀態(tài)，電子濃度小，靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)處于注入狀態(tài)，電子濃度大。對(duì)應(yīng)于該工作模式的輸出特性曲線位于集電極電流變化較為平穩(wěn)的區(qū)域。特點(diǎn)是集電極電流變化小，。反向放大狀態(tài)：由于發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏，基區(qū)邊

5、界靠近集電結(jié)一側(cè)處于注入狀態(tài)，電子濃度大，靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)處于抽取狀態(tài)，電子濃度小。對(duì)應(yīng)于該工作模式的輸出特性曲線位于發(fā)射結(jié)電流變化較為平穩(wěn)的區(qū)域。特點(diǎn)是發(fā)射結(jié)電流變化小。3） 飽和狀態(tài)：由于反射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，基區(qū)邊界處都處于注入狀態(tài)，電子濃度都較高，但由于集電區(qū)雜質(zhì)濃度大于發(fā)射區(qū)，故經(jīng)集電結(jié)注入的電子濃度大于經(jīng)發(fā)射結(jié)注入的電子濃度。對(duì)應(yīng)于該工作模式下的輸出特性曲線位于集電極電流隨VCE呈線性變化區(qū)。特點(diǎn)是，。6. 請(qǐng)闡述MOSFET的基本結(jié)構(gòu)并結(jié)合示意圖說明在不同外置電壓情況下其工作狀態(tài)和輸出特性基本結(jié)構(gòu)：MOSFET由漏-源區(qū)，柵氧化層及金屬電極等組成。由N型材料襯底制成的管子稱為P溝

6、MOSFET，對(duì)于由P型材料襯底制成的管子稱為N溝MOSFET。以N溝增強(qiáng)型MOSFET為例介紹其工作狀態(tài)和輸出特性?？烧{(diào)電阻區(qū)（線性工作區(qū)、三極管工作區(qū)） 條件： 其中VDS為漏-源電壓，VGS為柵-源電壓，VT為開啟電壓 該區(qū)內(nèi)，溝道建立，從源到漏的溝道厚度稍有變化，但比氧化層厚度小的多，因此，此時(shí)的溝道區(qū)呈現(xiàn)電阻特性，電流IDS與電壓VDS基本上是線性關(guān)系。而且VGS越大，溝道電阻越小。輸出特性對(duì)應(yīng)于圖中的區(qū)。飽和工作區(qū) 條件： 隨著VDS的增大，漏端溝道越來越薄，當(dāng)漏端溝道厚度變?yōu)?時(shí)，即夾斷狀態(tài)時(shí)，就進(jìn)入了飽和工作區(qū)。VDS繼續(xù)增大，夾斷點(diǎn)不斷向源端移動(dòng)。但總的來說，溝道的長度變化不

7、大，所以漏-源電流基本達(dá)到飽和值。VDS的增大，只是使夾斷區(qū)變長，增加的電壓均落在夾斷區(qū)。輸出特性對(duì)應(yīng)于區(qū)。雪崩擊穿區(qū) 條件：VDS超過漏與襯底間的擊穿電壓時(shí)，源和漏之間不必通過溝道形成電流，而是由漏極直接經(jīng)襯底到達(dá)源極流過大的電流，IDS迅速增大。輸出特性對(duì)應(yīng)于區(qū)。7. 敘述非平衡載流子的產(chǎn)生和復(fù)合過程，并描述影響非平衡載流子壽命的因素在熱平衡狀態(tài)下半導(dǎo)體中的電子和空穴的產(chǎn)生于復(fù)合處于相對(duì)平衡，即每秒產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)數(shù)與復(fù)合掉的電子-空穴對(duì)數(shù)相等，從而保持載流子濃度的相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)用光或者電注入的方式時(shí)，半導(dǎo)體中產(chǎn)生-復(fù)合的相對(duì)平衡被打破，產(chǎn)生超過了復(fù)合，在半導(dǎo)體中產(chǎn)生了非平衡載流子。停止注

8、入后，由于電子和空穴的數(shù)目增多了，它們?cè)跓徇\(yùn)動(dòng)中相遇而復(fù)合的機(jī)會(huì)也大了。這時(shí)復(fù)合超過產(chǎn)生，非平衡載流子逐漸消失，最終恢復(fù)到平衡值。影響非平衡載流子壽命的因素：材料的不同純度和完整性不同的使用條件答：處于非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度將不再是n0和p0，可以比它們多出一部分。比平衡狀態(tài)多出來的這部分載流子稱為非平衡載流子。產(chǎn)生：半導(dǎo)體在外加作用（光注入、電注入）時(shí)，就能把價(jià)帶電子激發(fā)到導(dǎo)帶上去，產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，使導(dǎo)帶比平衡時(shí)多出一部分電子n，價(jià)帶比平衡時(shí)多出一部分空穴 p。復(fù)合：因電子和空穴的濃度比平衡時(shí)增多了，當(dāng)外加作用消失后，它們?cè)跓徇\(yùn)動(dòng)中相互遭遇而復(fù)合的機(jī)會(huì)也成比例增加，這時(shí)的復(fù)合要超

9、過產(chǎn)生，造成了凈復(fù)合。原來激發(fā)到導(dǎo)帶的電子又回到價(jià)帶，非平衡載流子逐漸消失。復(fù)合機(jī)制：直接復(fù)合間接復(fù)合表面復(fù)合俄歇復(fù)合。影響因素：材料種類 雜質(zhì)含量（特別是深能級(jí)雜質(zhì)）表面狀態(tài) 缺陷密度8. 論述在外加直流電壓下P-N結(jié)勢壘的變化、載流子運(yùn)動(dòng)以及能帶特征1) 正向偏壓（P區(qū)接電源正極，N區(qū)接負(fù)極）：v P-N結(jié)勢壘的變化：當(dāng)P-N結(jié)外加正向偏置電壓時(shí)，外加電壓形成的電場方向與內(nèi)建電場相反，導(dǎo)致勢壘區(qū)總的電場強(qiáng)度減弱，空間電荷數(shù)量減少，勢壘區(qū)寬度減小，勢壘高度從qVD下降為q(VD-V)。 v 載流子運(yùn)動(dòng)：勢壘區(qū)電場減弱導(dǎo)致載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng)，形成凈擴(kuò)散，以致勢壘區(qū)邊界載流子濃度大于該

10、區(qū)內(nèi)部，從而在N區(qū)形成從勢壘邊界向N區(qū)內(nèi)部的空穴擴(kuò)散流，在P區(qū)形成從勢壘邊界向P區(qū)內(nèi)部的電子擴(kuò)散流。非平衡少子邊擴(kuò)散邊與P區(qū)的空穴復(fù)合，經(jīng)過擴(kuò)散長度的距離后，全部被復(fù)合。v 能帶特征：從P型中性區(qū)到邊界xn處為一水平線，在空穴擴(kuò)散區(qū)斜線上升，到注入空穴為零處與相等。而在N型中性區(qū)到邊界xP處為一水平線，在電子擴(kuò)散區(qū)斜線下降，到注入電子為零處與相等。-=qV。2) 反向偏壓（N區(qū)接電源正極，P區(qū)接負(fù)極）v P-N結(jié)勢壘的變化：反向偏壓在勢壘區(qū)產(chǎn)生的電場與內(nèi)建電場方向一致，勢壘區(qū)的電場增強(qiáng)，勢壘區(qū)也變寬，空間電荷數(shù)量變多，勢壘高度由qVD增加為q(VD-V)。v 載流子運(yùn)動(dòng)：當(dāng)P-N結(jié)外加反向偏置

11、電壓時(shí)，外加電壓形成的電場方向與內(nèi)建電場一致，導(dǎo)致勢壘區(qū)總的電場強(qiáng)度增強(qiáng)/減弱，空間電荷數(shù)量增多，勢壘區(qū)寬度增大，勢壘高度從qVD增加為q(VD-V)。此時(shí)，電場強(qiáng)度的變化導(dǎo)致載流子的漂移運(yùn)動(dòng)大于擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，形成凈漂移，以致勢壘區(qū)邊界載流子濃度小于該區(qū)內(nèi)部，從而在區(qū)形成從區(qū)內(nèi)部向區(qū)勢壘邊界的空穴擴(kuò)散流，在區(qū)形成從區(qū)內(nèi)部向區(qū)勢壘邊界的電子擴(kuò)散流。v 能帶特征：變化規(guī)律與正向偏壓時(shí)基本相似，不同的只是和的相對(duì)位置發(fā)生了變化，高于，即>。9. 試敘述P-N結(jié)的形成過程以及P-N結(jié)外加電壓時(shí)其單向?qū)щ娞卣鱲 P-N結(jié)的形成：在一塊N型(或P型)半導(dǎo)體單晶上，用適當(dāng)?shù)墓に嚕ㄈ绾辖鸱?、擴(kuò)散法、生長法、

12、離子注入法等）把P型（或N 型）雜質(zhì)摻入其中，使這塊半導(dǎo)體單晶的不同區(qū)域分別具有N型和P型的導(dǎo)電類型，在兩者的交界面處就形成了P-N結(jié)。v P-N結(jié)外加電壓時(shí)其單向?qū)щ娞卣鳎?) 在正向偏壓下，正向電流密度隨正向偏壓呈指數(shù)關(guān)系迅速增大。在室溫下，k0T/q=0.026V，一般外加正向偏壓約零點(diǎn)幾伏，故exp(qV/k0T)»1，可表示為：2) 在反向偏壓下，V<0，當(dāng)q|V|遠(yuǎn)大于k0T時(shí)，exp(qV/k0T)趨于零，可表示為： 負(fù)號(hào)表示電流密度方向與正向時(shí)相反；反向電流密度為常量，與外加電壓無關(guān)。正向及反向偏壓下，曲線是不對(duì)稱的，表現(xiàn)出P-N結(jié)具有單向?qū)щ娦曰蛘餍?yīng)。 1

13、0. 何謂截止頻率、特征頻率及振蕩頻率，請(qǐng)敘述共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)與頻率間的關(guān)系v 截止頻率：截止頻率f表示共基極短路電流放大系數(shù)的幅值/下降到低頻值0的時(shí)的頻率，f反映了電流放大系數(shù)的幅值/隨頻率上升而下降的快慢；截止頻率f表示共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)的幅值/下降到低頻值0的時(shí)的頻率，f反映了電流放大系數(shù)的幅值/隨頻率上升而下降的快慢。v 特征頻率：fT表示共射短路電流放大系數(shù)的幅值下降到/=1時(shí)的頻率，它是晶體管在共射運(yùn)用中具有電流放大作用的頻率極限。v 振蕩頻率：fm表示最佳功率增益GPm=1時(shí)的頻率，它是晶體管真正具有功率放大能力的頻率限制。共發(fā)射極短路電流放大系數(shù)：工作在共射狀態(tài)

14、下的晶體管在輸出端交流短路VCE0=0時(shí)，集電極交流電流ic與基極輸入電流ib之比。 共射交流放大系數(shù)也是復(fù)數(shù)，其幅值隨著頻率升高而下降，相位滯后隨著頻率升高而增大。11.請(qǐng)敘述晶體管四種工作模式并分析不同模式下基區(qū)少數(shù)載流子的分布特征1）截止?fàn)顟B(tài)：由于發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都處于反偏，基區(qū)邊界處電子處于抽取狀態(tài)故濃度很小。對(duì)應(yīng)于該工作模式的輸出特性曲線位于反向飽和電流ICBO下方。特點(diǎn)是輸出電流很小，為反向飽和電流。2) 正向放大狀態(tài)：由于發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，基區(qū)邊界靠近集電結(jié)一側(cè)處于抽取狀態(tài)，電子濃度小，靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)處于注入狀態(tài)，電子濃度大。對(duì)應(yīng)于該工作模式的輸出特性曲線位于集電極電流變化較

15、為平穩(wěn)的區(qū)域。特點(diǎn)是集電極電流變化小，。3）反向放大狀態(tài)：由于發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)正偏，基區(qū)邊界靠近集電結(jié)一側(cè)處于注入狀態(tài)，電子濃度大，靠近發(fā)射結(jié)一側(cè)處于抽取狀態(tài)，電子濃度小。對(duì)應(yīng)于該工作模式的輸出特性曲線位于發(fā)射結(jié)電流變化較為平穩(wěn)的區(qū)域。特點(diǎn)是發(fā)射結(jié)電流變化小， 。4）飽和狀態(tài)：由于反射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，基區(qū)邊界處都處于注入狀態(tài)，電子濃度都較高，但由于集電區(qū)雜質(zhì)濃度大于發(fā)射區(qū)，故經(jīng)集電結(jié)注入的電子濃度大于經(jīng)發(fā)射結(jié)注入的電子濃度。對(duì)應(yīng)于該工作模式下的輸出特性曲線位于集電極電流隨VCE呈線性變化區(qū)。特點(diǎn)是，。12.請(qǐng)畫出P型半導(dǎo)體理想MOS的C-V曲線，并敘述曲線在不同外加電信號(hào)作用下的曲線特征

16、及原因1)為負(fù)電壓,在氧化層-半導(dǎo)體界面多數(shù)載流子空穴積累，且變化很快，載流子可以很快達(dá)到平衡，在高頻和低頻情況下，器件完全跟上所加交流信號(hào)的變化,很小可忽略,無論高頻還是低頻，C都近視等于。2）為小的正電壓，在柵上有-Q電荷，在半導(dǎo)體中有+Q的耗盡層電荷。在有效寬度為W的范圍內(nèi)，多數(shù)載流子被中和排斥，而系統(tǒng)狀態(tài)同樣變化很快（高，低頻一致）,耗盡層寬度W隨所加交流信號(hào)在直流值附近呈準(zhǔn)靜態(tài)漲落，此時(shí)C相當(dāng)于串聯(lián),并隨正壓增大而減小。3）為高的正電壓，近半導(dǎo)體表面堆積大量少數(shù)載流子，內(nèi)部耗盡層寬度趨向于最大值，體現(xiàn)兩種情況：a低頻率（），少數(shù)載流子變化跟上所加交流信號(hào)，交流狀態(tài)本質(zhì)上是直流狀態(tài)的延

17、續(xù)。如同積累狀態(tài)，b高頻率（），較慢的產(chǎn)生-復(fù)合過程無法跟上所加交流信號(hào)來提供或消除少數(shù)載流子，因此，反型層內(nèi)少數(shù)載流子數(shù)目固定在固定的直流值，僅只有耗盡層寬度以直流值情況下在附近漲落，有由于為最大值，C最小。13.影響MOS的C-V特性的因素有哪些？它們是如何影響C-V曲線的1）氧化層內(nèi)正電荷對(duì)C-V特性的影響 氧化層內(nèi)正電荷（QSS）的作用，可以看作在沒有外加電壓（VG=0）時(shí)，相當(dāng)于施加了一個(gè)正電壓。 2）金屬-半導(dǎo)體功函數(shù)的影響 真空能級(jí)和費(fèi)米能級(jí)之間的能量差稱為材料的功函數(shù)（）。不同材料，具有不同功函數(shù)，因而MOS結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極（金屬、半導(dǎo)體）就會(huì)存在功函數(shù)差（MS） 。由于鋁功函數(shù)

18、小于半導(dǎo)體，不管是N型還是P型半導(dǎo)體，功函數(shù)差MS都是負(fù)值；而一般鋁和N型半導(dǎo)體的MS總比與P型半導(dǎo)體的MS來得小。 MS使C-V曲線產(chǎn)生左移影響3）摻雜濃度、氧化層厚度、溫度對(duì)C-V特性影響 摻雜濃度提高，高頻反型電容會(huì)大大增加，耗盡偏置區(qū)將大大展寬。曲線上表現(xiàn)為電容下降的耗盡范圍從1V左右擴(kuò)展到2V以上，反型區(qū)域最小電容值按（倍/數(shù)量級(jí)）增加，呈底部抬高之勢。而無曲線平移，且積累區(qū)電容固定，各摻雜濃度重疊一致。 氧化層厚度增加也會(huì)使耗盡偏置區(qū)展寬，并使高頻反型電容升高，形式與摻雜一致，主要由于展厚氧化層將分擔(dān)更大比例電壓所致。溫度對(duì)C-V的反型偏置電容有中等敏感度，其他區(qū)域則基本上不隨溫注

19、：灰色部分為答案，括號(hào)里的為詳解，自愿背。14.MOS中硅-二氧化硅，二氧化硅層中有哪些影響器件性能的不利因素答：硅-二氧化硅界面，二氧化硅層中存在一些嚴(yán)重影響器件性能的因素，主要是氧化層中可動(dòng)離子，固定氧化層電荷，界面陷阱，以及輻射、高溫高負(fù)偏置應(yīng)力會(huì)引起附加氧化層電荷的增加等。（可動(dòng)離子：這些可動(dòng)離子中有正離子，剛沾污氧化層時(shí)這些離子都在氧化層表面，在溫場和電場作用下會(huì)漂移至硅-二氧化硅界面處，使硅表面感應(yīng)出負(fù)電荷，影響器件穩(wěn)定性。固定電荷：與氧化層厚度、半導(dǎo)體摻雜濃度、摻雜類型無關(guān)；受不同晶向影響而變化；溫度上升，固定電荷密度近似線性下降，且當(dāng)經(jīng)過不同溫度條件下生長的氧化層，其固定電荷由

20、最終溫度決定；氧化后硅片在惰性氣氛中退火（加熱）足夠長時(shí)間，不管其生長氧化層溫度高還是低，總能獲得最小固定電荷密度值。固定電荷影響導(dǎo)體表面電性質(zhì)。界面陷阱：界面陷阱主要是由于半導(dǎo)體表面的不完全化學(xué)鍵或所謂的“懸掛鍵”引起的，是一種在鄰近材料表面電子占據(jù)的允許能態(tài)，使得界面態(tài)密度增加。電離陷阱：氧化層中產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)除立即復(fù)合外剩余部分在電場作用下分離，空穴在躍遷后到達(dá)硅-二氧化硅界面后與來自硅的電子復(fù)合或在深能級(jí)處被陷住，形成電離陷阱。）15.介紹MIS結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，并結(jié)合能帶變化論述理想MIS結(jié)構(gòu)在加不同偏壓時(shí)半導(dǎo)體表面特征答：MIS結(jié)構(gòu)（金屬-絕緣體-半導(dǎo)體）結(jié)構(gòu)可看做一個(gè)平行板電容器

21、，即是由中間絕緣層將金屬板和半導(dǎo)體兩個(gè)電極隔開。理想狀態(tài)MIS即絕緣體內(nèi)無任何電荷且完全不導(dǎo)電，金屬與半導(dǎo)體功函數(shù)差為零，絕緣體與半導(dǎo)體界面不存在任何界面態(tài)。理想 M I S 結(jié)構(gòu)在正偏和負(fù)偏時(shí)，半導(dǎo)體表面可有三種情形：（1）p型（理想MIS 二極管在V0時(shí)的三種能帶圖） 積累 耗盡 反型積累：能帶向上彎曲，導(dǎo)帶底接近費(fèi)米能級(jí)，多數(shù)載流子在表面積累；耗盡：能帶向下彎曲，多數(shù)載流子耗盡；反型：能帶向下彎曲增加，本征能級(jí)與費(fèi)米能級(jí)在表面相交，表面處的少數(shù)載流子多于多數(shù)載流子。（2） n型（理想MIS 二極管在V0時(shí)的三種能帶圖） 積累 耗盡 反型積累：能帶向下彎曲，價(jià)帶頂接近費(fèi)米能級(jí)，多數(shù)載流子在

22、表面積累；耗盡：能帶向上彎曲，多數(shù)載流子耗盡；反型：能帶向上彎曲增加，本征能級(jí)與費(fèi)米能級(jí)在表面相交，表面處的少數(shù)載流子多于多數(shù)載流子。16.晶體管具備放大能力須具備哪些條件答：發(fā)射區(qū)濃度遠(yuǎn)高于基區(qū)濃度（NE>>NB>NC）以保證發(fā)射效率約等于1 基區(qū)寬度小于擴(kuò)散寬度，產(chǎn)生大的濃度梯度，擴(kuò)散更快 發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。17.飽和開關(guān)電路和非飽和開關(guān)電路的區(qū)別（各自有缺點(diǎn)）是什么答：飽和開關(guān)電路：優(yōu)點(diǎn)：工作在截至區(qū)和飽和區(qū)，輸出電平較穩(wěn)定，對(duì)晶體管參數(shù)的均勻性要求不高，電路設(shè)計(jì)簡單；缺點(diǎn)：開關(guān)速度慢。非飽和開關(guān)電路：優(yōu)點(diǎn)：工作在截止區(qū)和放大區(qū)，開關(guān)速度快；缺點(diǎn)：對(duì)晶體管的參數(shù)均

23、勻性要求高，輸出電平也不夠穩(wěn)定。18.簡述勢壘區(qū)正負(fù)空間電荷區(qū)的寬度和該區(qū)雜質(zhì)濃度的關(guān)系答：N區(qū)有均勻施主雜質(zhì)，濃度為ND，P區(qū)有均勻受主雜質(zhì)，濃度為NA。勢壘區(qū)的正負(fù)空間電荷區(qū)的寬度分別為Xn和-Xp。 上式表明，勢壘區(qū)內(nèi)正負(fù)空間電荷區(qū)的寬度和該區(qū)的雜質(zhì)濃度成反比。雜質(zhì)濃度高的一邊寬度小，雜質(zhì)濃度低的一邊寬度大。所以勢壘區(qū)主要向雜質(zhì)濃度低的一邊擴(kuò)散。19.結(jié)合能帶圖簡述絕緣體、半導(dǎo)體及導(dǎo)體的導(dǎo)電能力答：如下圖：導(dǎo)體能帶被電子部分占滿，在電場作用下這些電子可以導(dǎo)電；絕緣體禁帶很寬，價(jià)帶電子常溫下不能被激發(fā)到空的導(dǎo)帶，導(dǎo)電性不好；半導(dǎo)體禁帶比較窄，常溫下，部分價(jià)帶電子被激發(fā)到空的導(dǎo)帶，形成有少數(shù)

24、電子填充的導(dǎo)帶和留有少數(shù)空穴的價(jià)帶，都能帶電。導(dǎo)電性：導(dǎo)體>半導(dǎo)體>絕緣體。20.說明晶體管具有電信號(hào)放大能力的條件并畫出不同情況下晶體管的輸入輸出曲線并描述其特征晶體管具有電信號(hào)放大能力的條件是：（1）發(fā)射區(qū)雜質(zhì)濃度比基區(qū)雜質(zhì)濃度高得多，即NE遠(yuǎn)大于NB，以保證發(fā)射效率1；（2）基區(qū)寬度WB遠(yuǎn)小于LnB，保證基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)*1；（3）發(fā)射結(jié)必須正偏，使re很??；集電結(jié)反偏，使rc很大，rc遠(yuǎn)大于re。共基極晶體管：輸入特性曲線特征：由于發(fā)射結(jié)正向偏置，所以，IEVBE輸入特性實(shí)際上就是正向P-N結(jié)的特性，因而IE隨VBE指數(shù)增大。但它與單獨(dú)P-N結(jié)間存在差別，這是由于集電結(jié)反向偏置

25、VCB影響的結(jié)果。若VCB增大，則集電結(jié)的勢壘變寬，勢壘區(qū)向基區(qū)擴(kuò)展，這樣就使有效基區(qū)寬度隨VCB增加而減小（這種現(xiàn)象稱為基區(qū)寬變效應(yīng)）。由于WB減小，使少子在基區(qū)的濃度梯度增加，從而引起發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入的電子電流InE增加，因而發(fā)射極電流IE就增大。所以，輸入特性曲線隨VCB增大而左移。輸出特性曲線：特征：當(dāng)IB=0（基極開路）時(shí)，IC=ICEO。這是因?yàn)楣采錁O電路的輸出電壓為VCE，這個(gè)電壓雖然主要降落在集電結(jié)上，使集電結(jié)反偏，但也有一小部分電壓降落在發(fā)射結(jié)上，使發(fā)射結(jié)正偏。因此共射極電路中，當(dāng)IB=0時(shí)，IE并不為零，這部分發(fā)射極電流輸運(yùn)到集電極上，使輸出電流ICE0比ICB0大，這就是

26、圖中下面的第一條曲線。當(dāng)IB0時(shí)，隨著IB的增加，IC就按IB的規(guī)律增加。IB取不同的數(shù)值，IBVCE關(guān)系就得到一組曲線。共發(fā)射極：輸入特性曲線：特征：由于發(fā)射結(jié)正偏，如將輸出端短路，VCE=0時(shí)，就相當(dāng)于將發(fā)射結(jié)與集電結(jié)兩個(gè)正向P-N結(jié)并聯(lián)。所以，輸入特性曲線與正向P-N結(jié)伏安特性相似。當(dāng)集電結(jié)處于反偏時(shí)，由于基區(qū)寬度減小，基區(qū)內(nèi)載流子的復(fù)合損失減少，IB也就減少。所以，特性曲線隨VCE的增加而右移。而且，當(dāng)VBE=0時(shí)，IpE和IVR都等于零，故IB=-ICBO。因而在VBE=0處，特性曲線下移至ICBO。輸出特性曲線：特征：當(dāng)IB=0（基極開路）時(shí)，IC=ICEO。這是因?yàn)楣采錁O電路的輸

27、出電壓為VCE，這個(gè)電壓雖然主要降落在集電結(jié)上，使集電結(jié)反偏，但也有一小部分電壓降落在發(fā)射結(jié)上，使發(fā)射結(jié)正偏。因此共射極電路中，當(dāng)IB=0時(shí)，IE并不為零，這部分發(fā)射極電流輸運(yùn)到集電極上，使輸出電流ICE0比ICB0大，這就是圖中下面的第一條曲線。當(dāng)IB0時(shí)，隨著IB的增加，IC就按IB的規(guī)律增加。IB取不同的數(shù)值，IBVCE關(guān)系就得到一組曲線。21.請(qǐng)畫圖并敘述晶體管電流放大系數(shù)與頻率間的關(guān)系當(dāng)頻率較低時(shí)，電流放大系數(shù)變化很小，但當(dāng)頻率超過某一值之后，電流放大系數(shù)很快下降。22.請(qǐng)畫出MOSFET器件工作中的輸出特性及轉(zhuǎn)移特性曲線并描述其特征以N溝增強(qiáng)型為例：輸出特性曲線： 特征：1）.共分

28、為三個(gè)工作區(qū)，可調(diào)電阻區(qū)，飽和工作區(qū)和雪崩擊穿區(qū)2）當(dāng)VGS<VDS-VDT時(shí)，此時(shí)溝道區(qū)呈現(xiàn)電阻特性，電流IDS與VDS基本上是線性關(guān)系。而且，VGS越大，溝道電阻越小，故稱為可調(diào)電阻區(qū)。3）隨VDS增加，IDS上升減慢，IDSVDS的直線關(guān)系變彎曲，當(dāng)VGS>VDS-VDT時(shí)，漏源電流基本上達(dá)到飽和值IDSS，稱為飽和工作區(qū)4）當(dāng)VDS超過漏與襯底間P-N結(jié)的擊穿電壓時(shí)，IDS迅速增大，稱為雪崩擊穿區(qū)。 轉(zhuǎn)移特性曲線：特征：曲線橫截距為VT，當(dāng)VGS>VT，出現(xiàn)IDSS，且隨VGS增大，IDSS增大，增大速度越來越快。23.請(qǐng)敘述雙極型晶體管和場效應(yīng)晶體管的工作原理及區(qū)別雙