電子科技大學(xué)微電子器件習(xí)題教學(xué)文稿

1、電子科技大學(xué)微電子器件習(xí)題第二章 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 >W16cm-3,則室溫下該區(qū)的平衡多子濃度ppo與平衡少子濃度npo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（），雪 崩擊穿電壓就

2、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 1017cm3,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（ ）；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

3、子濃度（ ）。10、 PN 結(jié)的正向電流由（ ）電流、（ ）電流和（ ）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（ ）。14、在 PN 結(jié)的正向電流中，當(dāng)電壓較低時(shí)，以（ ）電流為主；當(dāng)電壓較高時(shí)，以（ ）電流為主。15、薄基區(qū)二極管是指P

4、N 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（）濃度遠(yuǎn)小于該區(qū)的（）濃度，因此該區(qū)總的多子濃度中的（ ）多子濃度可以忽略。17、大注入條件是指注入某區(qū)邊界附近的（）濃度遠(yuǎn)大于該區(qū)的（）濃度，因此該區(qū)總的多子濃度中的（ ）多子濃度可以忽略。18、勢(shì)壘電容反映的是PN 結(jié)的（ ）電荷隨外加電壓的變化率。 PN 結(jié)的摻雜濃度越高，則勢(shì)壘電容就越（ ）；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（

5、 ）。20、在 PN 結(jié)開關(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)較大的反向電流。引起這個(gè)電流的原因是存儲(chǔ)在（ ）區(qū)中的（ ）電荷。這個(gè)電荷的消失途徑有兩條，即（ ）和（ ）。21、從器件本身的角度，提高開關(guān)管的開關(guān)速度的主要措施是（ ）和（）。22、 PN 結(jié)的擊穿有三種機(jī)理，它們分別是（ ）、（ ）和（ ）。23、 PN 結(jié)的摻雜濃度越高，雪崩擊穿電壓就越（ ）；結(jié)深越淺，雪崩擊穿電壓就越（ ）。24、雪崩擊穿和齊納擊穿的條件分別是（ ）和（ ）。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。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)

6、？什么叫線性緩變結(jié)？分別畫出上述各種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

7、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 nno, pno, ppo和 npo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=1.5 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MOSFE

8、T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)的反向飽和電流為I。=10 -12A,試分別求當(dāng)外力口 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I。=10 -11A,若以當(dāng)正向電流達(dá)到10 -2A作為正向 導(dǎo)通的開始，試求正向

9、導(dǎo)通電壓Vf之值。若此PN結(jié)存在寄生串聯(lián)電阻Rcs= 4口則在同樣的測(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,開始發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的耗盡區(qū)寬度xdB= 8.57科孤求該P(yáng)N結(jié)的雪崩擊穿電壓Vb。若對(duì)該P(yáng)N結(jié)外加V|=0.25Vb的反向電壓，則其耗盡區(qū)寬度為多少？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

10、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)散電容分另是2pF和2M0-4pF,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nA= 1 xi016cm-3, nD= 5 »016cm-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ax 022、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

11、分別達(dá)到2xd0和3xd0。23、一塊同一導(dǎo)電類型的半導(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= 1 X1020cm-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科試求其內(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

12、-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)。(4) 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，并畫出內(nèi)建電場(chǎng)分 布圖。(5) 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。I NdNaNdHl-XiZ-Na26、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)=10 16exp(-x/ 2 10 -4)cm-3和 Na(x)= NA(0)exp(-x/10-4)cm-3(1)如果要使結(jié)深xj= 1科q則受主雜質(zhì)

13、白表面濃度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)近似為線性緩變結(jié)，設(shè) Vbi= 0.7V，試計(jì)算平衡時(shí)的耗盡區(qū)最大電場(chǎng) imax,并畫出內(nèi)建電場(chǎng)分布圖。27、試證明在一個(gè) P區(qū)電導(dǎo)率 中遠(yuǎn)大于N區(qū)電導(dǎo)率 3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，so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Io與溫度的關(guān)系，并求Io隨溫度的相對(duì)變化率（dIo/dT）/Io

14、,同時(shí)畫出電壓一定時(shí)的Io T曲線。29、某P+N-N+結(jié)的雪崩擊穿臨界電場(chǎng)c為32V/科四當(dāng)N-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3 dm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P(yáng)N 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

15、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nD= 1016cm3, N區(qū)少子擴(kuò)散長(zhǎng)度Lp= 10科可 結(jié)面積A= 0.01cm2,外力口 0.6V的正向電壓。試計(jì)算當(dāng)N區(qū)厚度分別為100dm和3dm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

16、（ ）電流之比。為了提高注入效率，應(yīng)當(dāng)使（ ）區(qū)摻雜濃度遠(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)3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100Q,長(zhǎng)度和寬度分別為300 dm和60 dm,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)（

17、），它對(duì)少子在基區(qū)中的運(yùn)動(dòng)起到（ ）的作用，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)

18、寬度（），從而使集電極電流（），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（）極開路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。17、Iceo是指（）極開路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。18、Iebo是指（）極開路、（）結(jié)反偏時(shí)的（）極電流。19、BVcbo是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（）一8時(shí)的Vcb。20、BVceo是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（）一8時(shí)的Vce。21、BVebo是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（）一8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（）

19、全部占據(jù)時(shí)，集電極電流急劇增大的現(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a %國(guó)的幅度會(huì)（），相角會(huì)（）。28、在高頻下，基區(qū)渡越時(shí)間t對(duì)晶體管有三個(gè)作用，它們是：（）、（）和（）。29、基區(qū)渡越時(shí)間 0是指（）。當(dāng)基區(qū)寬度加倍時(shí)，基區(qū)渡越時(shí)間增大到原來(lái)的（）倍。3

20、0、晶體管的共基極電流放大系數(shù)|ad隨頻率的（）而下降。當(dāng)晶體管的|ad下降到（）時(shí)的頻率，稱為 a的截止頻率，記為（）。31、晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù)|34隨頻率的（）而下降。當(dāng)晶體管的|34下降1到V段時(shí)的頻率，稱為 的（），記為（）。32、當(dāng)f>>fB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)的頻率稱為特征頻率 fT。當(dāng)（）降到1時(shí)的頻率稱為最高振蕩 頻率fMo34、當(dāng)|33|降到（）時(shí)的頻率稱為特征頻率 fTo當(dāng)Kpmax降到（）時(shí)的頻率稱為最高 振蕩頻率fM。35、晶體管的高頻優(yōu)值 M是（）與（）的乘積

21、。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，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，機(jī)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rbb'（ ），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)的能帶圖。2、畫出共基極放大區(qū)晶體

22、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 下& 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、先畫出雙極晶體管的理想的共發(fā)射極輸出特性曲線圖，并在圖中標(biāo)出飽和區(qū)與放大區(qū)的分界線，然后再分別畫出包括厄爾利效應(yīng)和擊穿現(xiàn)象的共發(fā)射極輸出特性曲線圖。7、畫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、什么是雙極晶體管的特征頻率fT?寫出

23、fT的表達(dá)式，并說(shuō)明提高fT的各項(xiàng)措施。9、寫出組成雙極晶體管信號(hào)延遲時(shí)間鐘的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?寫出fM的表達(dá)式，說(shuō)明提高fM的各項(xiàng)措施。12、畫出高頻晶體管結(jié)構(gòu)的剖面圖，并標(biāo)出圖中各部分的名稱。13、某均勻基區(qū) NPN晶體管的 Wb= 1m,B= 20cm 2s-1,試求此管的基區(qū)渡越時(shí)間to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為多少？14、某均勻基區(qū)晶體管的 Wb= 2科中Lb= 10科卬試求此管的基區(qū)

24、輸運(yùn)系數(shù)百之值。若將此管的基區(qū)摻雜改為如式（3-28）的指數(shù)分布，場(chǎng)因子中6,則其6變?yōu)槎嗌伲?5、某均勻基區(qū) NPN 晶體管的 Wb= 2m, B=1017cm-1, Db= 18cm 2s-1, b=5M0 飛，試求該管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)百之值。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)晶體管的注入效率產(chǎn)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0.08eV,則其注入效率汝為多少？若要使其丫仍為0.98,則其有源基區(qū)方塊電阻Rdb可以減小到原來(lái)的多少？17、某雙極型晶體管的Rab= 1000 Q

25、Rde= 5 Q基區(qū)渡越時(shí)間e10s，當(dāng)Ib= 0.1mA時(shí),Ic= 10mA,求該管的基區(qū)少子壽命俟18、某晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)3=0.99,注入效率 產(chǎn)0.97,試求此管的“與份當(dāng)此管的有源基區(qū)方塊電阻Rb乘以3,其余參數(shù)均不變時(shí)，其 a與3變?yōu)槎嗌伲?9、某雙極型晶體管當(dāng)I B1= 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 = 4mA時(shí)的直流電流放大系數(shù)3與小信號(hào)電流放大系數(shù)伊。20、某緩變基區(qū) NPN晶體管的BVcbo = 120V,戶81 ,試求此管的 BVceo。21、某高頻晶體管的f尸5MHz ,當(dāng)信號(hào)頻率

26、為f=40MHz時(shí)測(cè)得其|3$=10,則當(dāng)f=80MHz時(shí)|34為多少？該管的特征頻率fT為多少？該管的狗為多少？22、某高頻晶體管的加=50,當(dāng)信號(hào)頻率f為30MHz時(shí)測(cè)得|3-|=5,求此管的特征頻率fT,以及當(dāng)信號(hào)頻率 f分另為15MHz和60MHz時(shí)的|網(wǎng)之值。23、某高頻晶體管的基區(qū)寬度Wb=1基區(qū)渡越時(shí)間 g 2.7 X0-10s,fT=550MHz。當(dāng)該管的基區(qū)寬度減為0.5科叫其余參數(shù)都不變時(shí)，fT變?yōu)槎嗌伲?4、某高頻晶體管的 e20”也，當(dāng)信號(hào)頻率為f=100MHz時(shí)測(cè)得其最大功率增益為Kpmax=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？

27、25、畫出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)Ibi= 0.05mA時(shí)測(cè)得Ici= 4mA ,當(dāng)Ib2= 0.06mA時(shí)測(cè)得Ic2= 5mA ,試 分別求此管當(dāng)Ic = 4mA時(shí)的直流電流放大系數(shù)3與增量電流放大系數(shù)"28、已知某硅NPN均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度Wb= 2基區(qū)摻雜濃度 nB= 5 X1016cm-3,基區(qū)少子壽命tB= 1 gs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/cm2。

28、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) 3。29、已知某硅NPN緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度Wb= 0.5科貝基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) Db二20cm2s-1,基區(qū)自建場(chǎng)因子Y = 20,試計(jì)算該晶體管的基區(qū)渡越時(shí)間tb。30、對(duì)于基區(qū)和發(fā)射區(qū)都是非均勻摻雜的晶體管，試證明其注入效率丫可表為上式中，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科貝基區(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

29、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= 104 dm2。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Ic和共基極電流放大系數(shù)a分別等于多少？32、已知某硅NPN均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度Wb= 0.5科貝基區(qū)摻雜濃度 nB= 4 X1017cm-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)

30、注入效率卜. - . . *(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0m來(lái)估算3?在本題中若按此簡(jiǎn)化公式來(lái)估算3,則引入的百分誤差是多少？33、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科國(guó)有源基區(qū)方塊電阻 Ra bi=800 Q再經(jīng)磷擴(kuò)散后，得發(fā)射結(jié)結(jié)深Xje= 1.3科犯發(fā)射區(qū)方塊電阻 RO = 10 Q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 中8,試求該晶體管的 電流放大系數(shù) ”與3分別為多少？34、在材料種類相同，摻雜濃度分布相同，基區(qū)寬度相同的條件下，P

31、NP晶體管和NPN晶體管相比，哪種晶體管的發(fā)射結(jié)注入效率丫較大？哪種晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)百較大？35、已知某硅NPN均勻基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度Wb= 2.5科貝基區(qū)摻雜濃度 nB= 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)他聲稱測(cè)到的Iceo實(shí)質(zhì)上是什么？37、某高頻晶體管的f尸20MHz,當(dāng)信號(hào)頻率f= 100MHz時(shí)測(cè)得其最大功率增益Kpmax= 24 o 試求：(1)該晶體管的最高振蕩頻率fMo(2)當(dāng)信號(hào)頻率f為200MHz時(shí)該晶體管

32、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) = 1018cm-3,下降到集電結(jié)處的nB(WB) = 5 1015cm-3,基區(qū)寬度Wb= 2科明基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù)Db= 12cm2/s,基極電阻Rbb'= 75烏集電區(qū)雜質(zhì)濃度 nc =1015cm-3,集電區(qū)寬度 Wc = 10科叫發(fā)射Z面積 Ae和集電結(jié)面積 Ac均為5X10-4cm2。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

33、它們的大??；(2)該晶體管的牛I征頻率 fT；(3)該晶體管當(dāng)彳t號(hào)頻率 f= 400MHz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 兀參數(shù)中，假設(shè) C.完全是中性基區(qū)載流 子貯存的結(jié)果，C四完全是集電結(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,、Rm gm、C八Cu將加倍、減半、還是幾乎維持不變？(

34、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(6) 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（）。(7) 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（），形成連通（ ）區(qū)和（ ）區(qū)的導(dǎo)電溝道，在VDS 的作用下產(chǎn)生漏極電流。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，

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

36、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 （ ）、 i Dsat（）、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（ ）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)穿通問(wèn)題（ ）。13、 MOSFET

37、 的跨導(dǎo) gm 的定義是（ ），它反映了（ ）對(duì)（ ）的控制能 力。14、為提高跨導(dǎo)gm的截止角頻率cogm,應(yīng)當(dāng)（）科，（）L, （） Vgs。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)，VT 變（）。16、在長(zhǎng)溝道MOSFET 中，漏極電流的飽和是由于（ ），而在短溝道 MOSFET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)MOSFET 的溝道長(zhǎng)度縮短一半時(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、畫出 MOSFET 的結(jié)構(gòu)圖和輸出特性曲線圖，并簡(jiǎn)要敘述 MOSFET 的工作

38、原理。2、什么是MOSFET的閾電壓Vt?寫出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?寫出gm的表達(dá)式，并討論提高 gm的措施。6、提高M(jìn)OSFET 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

39、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3之值。11、某 N 溝道 MOSFET 的 Vt= 1V,出 4 K0-3AV-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,芹 6 M0-3AV -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,芹 6 M0-3AV -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,芹 4 M0-3AV -2,求當(dāng) Vgs= 6V , Vds分別為 2V、 4V、6V、8