(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 電場的方向是從（ ）區(qū)指向（ ）區(qū)。3、當采用耗盡近似時， 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)建電場的斜率越（ ）。4、PN 結(jié)的摻雜濃度越高，則勢壘區(qū)的長度就越（），內(nèi)建電場的最大值就越（ ），內(nèi)建電勢 Vbi 就越（ ），反向飽和電流 I0就越（ ），勢壘電容 CT 就越

2、（ ），雪崩擊穿電 壓就越（ ）。5、硅突變結(jié)內(nèi)建電勢 Vbi 可表為（），在室溫下的典型值為（ ）伏特。6、當對 PN 結(jié)外加正向電壓時， 其勢壘區(qū)寬度會 （），勢壘區(qū)的勢壘高度會 （）。7、當對 PN 結(jié)外加反向電壓時， 其勢壘區(qū)寬度會 （），勢壘區(qū)的勢壘高度會 （）。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、當對 PN 結(jié)外加正向電壓時，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、 ）；當對 PN 結(jié)外加反向電壓時，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，是因為正向電流的電荷來源是（）； PN 結(jié)的反向電流很小，是因為反向電流的電荷來源是（ ）。12、當對 PN 結(jié)外加正向電壓時，由 N 區(qū)注入 P 區(qū)的非平衡電子一邊向前擴散，一邊 （ ）。每經(jīng)過一個擴散長度的距離，非平衡電子濃度降到原來的（ ）。13、PN 結(jié)擴散電流的表達式為 （ ）。這個表達式在正向電壓下可簡 化為（ ），在反向電壓下可簡化為（ ）。）電流為主；當電壓較高時，以14、在 PN

4、 結(jié)的正向電流中，當電壓較低時，以（ ）電流為主。15、薄基區(qū)二極管是指 PN 結(jié)的某一個或兩個中性區(qū)的長度小于（ ）。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、勢壘電容反映的是 PN 結(jié)的（結(jié)的摻雜濃度越高，則勢壘電容就越（ ）；）。（）濃度遠小于該區(qū)的 （）多子濃度可以忽略。（）濃度遠大于該區(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，則勢壘電容就越（ ）。19、擴散電容反映的是 PN 結(jié)的（）電荷隨外加電壓的變

5、化率。正向電流越大，則擴散電容就越（ ）；少子壽命越長，則擴散電容就越（ ）。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間內(nèi)，會出現(xiàn)一個較大）電荷。這個電荷）和的反向電流。引起這個電流的原因是存儲在（ ）區(qū)中的（ 的消失途徑有兩條，即（ ）和（ ）。21、從器件本身的角度，提高開關(guān)管的開關(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（ 問答與計算題1、簡要敘述 PN 結(jié)空間電荷區(qū)的形成過程。

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)建電場分布圖和外加正向電壓及反向電壓時的少子濃度分布圖。4、PN 結(jié)勢壘區(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的表達式，并對影響 I0的各種因素進行討論。6、PN 結(jié)的正向電流由正向擴散電流和勢壘區(qū)復(fù)合電流組成。試分別說明這兩種電流隨外加正向電壓的增加而變化的規(guī)律。 當正向電壓較小時以什么電流為主？當正向電壓較大時 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

7、流子濃度隨外加電壓的變化規(guī)律。8、在工程實際中，一般采用什么方法來計算PN 結(jié)的雪崩擊穿電壓？9、簡要敘述 PN 結(jié)勢壘電容和擴散電容的形成機理及特點。10、當把 PN 結(jié)作為開關(guān)使用時，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 求當外加 0.5V 正向電壓和（ -0.5V ）反向電壓時的 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，計算該 PN 結(jié)的內(nèi)建電勢 Vbi 之 值。13、有一個 P溝道 MOSFET 的襯底摻雜濃度為 ND=1.5 ×1015cm-3，另一個 N 溝道 MOSFET 的襯底摻雜濃度為 NA=1.5 ×1018cm-3。試分別求這兩個 MOSFET 的襯底費米勢，并將這兩個 襯底費米勢之和與上題的 Vbi 相比較。14、某突變 PN 結(jié)的 ND=1.5 ×1015cm-3, NA=1.5 ×1018cm-3，試問 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，試分別求當外加 0.5V 正向電壓和（-0.5V ） 反向電壓時的 PN 結(jié)擴散電流。16、已知某 PN 結(jié)的反向飽和電流為 Io =10 -11A ，若以當正向電流達到 10 -2A 作為正向 導(dǎo)通的開始，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EC=3.5 ×105Vcm -1，開始發(fā)生雪崩擊穿時的耗盡區(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eC 與雜質(zhì)濃度無關(guān)，則為了使雪崩擊穿電壓 VB 提高 1 倍，發(fā)生雪崩擊穿時的耗盡區(qū)寬度 xdB 應(yīng)為原來的多少倍？低摻雜區(qū)的雜質(zhì)濃度 應(yīng)為原來的多少倍？19、某突變 PN 結(jié)的 Vbi = 0.7V ，當外加 -4.3V 的反向電壓時測得其勢壘電容為 8pF，則 當外加 -19.3V 的反向電壓時其勢壘電容應(yīng)為多少？20、某突變結(jié)的內(nèi)建電勢 Vbi = 0.7V ，當外加電壓 V= 0.3V 時的勢壘電容與擴散電容分 別是2pF 和2×10-4pF，試求當外加電壓 V= 0.6V 時的勢壘電容與擴散電容分別是多少？21、某硅突變結(jié)的

11、 nA= 1 × 1016cm-3，nD= 5 ×1016cm-3，試計算平衡狀態(tài)下的(1) 內(nèi)建電勢 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) 最大電場強度 max。22、某單邊突變結(jié)在平衡狀態(tài)時的勢壘區(qū)寬度為xD0，試求外加反向電壓應(yīng)為內(nèi)建電勢Vbi 的多少倍時，才能使勢壘區(qū)寬度分別達到2xd0和 3xd0。23、一塊同一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體， 當摻雜濃度不均勻時， 也會存在內(nèi)建電場和內(nèi)建電勢。 設(shè)一塊 N 型硅的兩個相鄰區(qū)域的施主雜質(zhì)濃度分別為nD1 和 nD2 ，試推導(dǎo)出這兩個區(qū)域之間的內(nèi)建電勢公式。如果 nD1

12、= 1 × 1020cm-3， nD2= 1 ×1016cm-3 ，則室溫下內(nèi)建電勢為多少？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)建電場表達式。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)建電場的大小。再將此電場與某突變 PN 結(jié)的耗盡區(qū)中最大電場作比較，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 I 代表本征區(qū)。(1) 試推導(dǎo)出該 PIN 結(jié)的內(nèi)建電場表達式和各耗盡區(qū)長度的表達式， 并畫出內(nèi)建電場分 布圖。

13、(2) 將此 PIN 結(jié)的最大電場與不包含 I 區(qū)的 PN 結(jié)的最大電場進行比較。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 ，試計算平衡時的

14、耗盡區(qū)最大電場max，并畫出內(nèi)建電場分布圖。27、試證明在一個 P 區(qū)電導(dǎo)率 p 遠大于 N 區(qū)電導(dǎo)率 n 的 PN 結(jié)中，當外加正向電壓時 空穴電流遠大于電子電流。28、已知 nI2= NCNVexp(-eG/kT) = CkT3exp(-eG0/kT)，式中 nC、 nV 分別代表導(dǎo)帶底、價帶 頂?shù)挠行顟B(tài)密度， eG0代表絕對零度下的禁帶寬度。低溫時反向飽和電流以勢壘區(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隨溫度的相對變化率 (dI0/dT)/I0，同時畫 出電壓一定時的 I0 T 曲線。29、某P+N -N +結(jié)的雪崩擊穿臨界電場 c為32V/ m，當 N-

15、區(qū)的長度足夠長時，擊穿電壓 VB 為144V 。試求當 N-區(qū)的長度縮短為 3m時的擊穿電壓為多少？30、已知某硅單邊突變結(jié)的內(nèi)建電勢為0.6V ，當外加反向電壓為 3.0V 時測得勢壘電容為10pF ，試計算當外加 0.2V 正向電壓時的勢壘電容。31、某結(jié)面積為 10 -5cm2的硅單邊突變結(jié)，當( Vbi-V)為 1.0V 時測得其結(jié)電容為 1.3pF， 試計算該 PN 結(jié)低摻雜一側(cè)的雜質(zhì)濃度為多少？32、某 PN 結(jié)當正向電流為 10mA 時，室溫下的小信號電導(dǎo)與小信號電阻各為多少？當 溫度為 100°C 時它們的值又為多少？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)少子擴散長度 Lp= 10m， 結(jié)面積 A= 0.01cm2，外加 0.6V 的正向電壓。試計算當 N 區(qū)厚度分別為 100m和 3m時存儲 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)輸運系數(shù)是指（） 電流 與（）電流之比。由于少子在渡越基區(qū)的過程中會發(fā)生（ ），從而使基區(qū)輸運系數(shù)（）。為了提高基區(qū)輸運系數(shù)，應(yīng)當使基區(qū)寬度（）基區(qū)少子擴散長度。2、晶體管中的少子在渡越（）的過程中會發(fā)生（ ），從而使到達集電結(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)當使（ ）區(qū)摻

17、雜濃度遠大于（ ）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)零偏時的（ ）電流與（ ）電流之比。6、在設(shè)計與制造晶體管時，為提高晶體管的電流放大系數(shù)，應(yīng)當（）基區(qū)寬度，（ ）基區(qū)摻雜濃度。7、某長方形薄層材料的方塊電阻為 100，長度和寬度分別為 300m和 60m，則其長 度方向和寬度方向上的電阻分別為（ ）和（）。若要獲得 1k 的電阻，則該材料的長度應(yīng)改變?yōu)椋?）。8、在緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)中會產(chǎn)生一個 （），它對少子在基區(qū)中的運動起到 （ ）的作用

18、，使少子的基區(qū)渡越時間（ ）。9、小電流時 會（）。這是由于小電流時， 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)重摻雜效應(yīng)是指當發(fā)射區(qū)摻雜濃度太高時，不但不能提高（），反而會使其（ ）。造成發(fā)射區(qū)重摻雜效應(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、當晶體管處于放大區(qū)時，理想情況下集電極電流隨集電結(jié)反偏的增加而（）。但實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、當集電結(jié)反偏增加時，集電結(jié)耗盡區(qū)寬度會（），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)反偏時的（）極電流。15、ICS 是指（）結(jié)短路、（）結(jié)反偏時的（）極電流。16、ICBO 是指（）極開路、（）結(jié)反偏時的（）極電流。17、ICEO 是指（）極開路、（）結(jié)反偏時的（）極電流。18、IEBO 是指（）極開路、（）結(jié)反偏時的（）極電流。19、BVCBO 是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當（）時的 VCB。20、BVCEO 是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當（） 時的 VCE。21、BVEBO 是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當（） 時的 VEB。22、基區(qū)穿通是指當集電結(jié)反向電壓增加到使耗盡區(qū)將（）全部占據(jù)時， 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可知，BVCBO（） BVCEO ，BVCBO（） BVEBO。24、要降低基極電阻 rbb'，應(yīng)當（）基區(qū)摻雜濃度， （ ）基區(qū)寬度。25、無源基區(qū)重摻雜的目的是（）。26、發(fā)射極增量電阻 re的表達式是 （）。室溫下當發(fā)射極電流為 1mA 時，re=（）。27、隨著信號頻率的提高，晶體管的, 的幅度會（），相角會（ ）。它們是：（ ）、 ）。）。當基區(qū)寬度加倍時，基）而下降。當晶體管的 |下降到）而下降。當晶體管的 |下降28、在高頻下， 基區(qū)渡越時間 b 對晶體管有三個作用

21、， （ ）和（29、基區(qū)渡越時間 b 是指（ 區(qū)渡越時間增大到原來的（ ）倍。30、晶體管的共基極電流放大系數(shù) |隨頻率的（ ）時的頻率，稱為 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 時的頻率，稱為 的（ ），記為（ ）。32、當 f>>f時，頻率每加倍，晶體管的 |降到原來的（）；最大功率增益 Kpmax降到原來的（ ）。33、當（）降到 1時的頻率稱為特征頻率 fT。當（）降到 1時的頻率稱為最高振蕩頻率 fM 。34、當 |降到（ ）時的頻率稱為特征頻率 fT。當 K pmax降到（ ）時的頻率稱為最高 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應(yīng)用時與直流應(yīng)用時相比，）的乘積。要多考慮三個電容的作用，它們是）電容、（）電容和（）電容。37、對于頻率不是特別高的一般高頻管， ec 中以（）為主，這時提高特征頻率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)當使特征頻率 fT （），基極電阻 r bb'），集電結(jié)勢壘電容 CTC （）。39、對高頻晶體管結(jié)構(gòu)上的基本要求是：（ ）、（ ）、（）和（ ）。問答與計算題1、畫出 NPN 晶體管在飽和狀態(tài)、 截止狀態(tài)、 放大狀態(tài)和倒向放大狀態(tài)時的少子分布圖。畫出 NPN 晶體管在飽和狀態(tài)、截止狀態(tài)、放大狀態(tài)和倒向放

23、大狀態(tài)時的能帶圖。2、畫出共基極放大區(qū)晶體管中各種電流的分布圖，并說明當輸入電流Ie 經(jīng)過晶體管變成輸出電流 I C時，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)摻雜濃度會對晶體管的各種特性，如、 、 CTE、BVEBO、Vpt、VA、rbb'等產(chǎn)生什么影響？5、減薄基區(qū)寬度會對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化的交流小信號等效電路。8、什

24、么是雙極晶體管的特征頻率fT？寫出 fT 的表達式，并說明提高 fT 的各項措施。9、寫出組成雙極晶體管信號延遲時間ec 的4個時間的表達式。其中的哪個時間與電流Ie有關(guān)？這使 fT 隨 Ie的變化而發(fā)生怎樣的變化？10、說明特征頻率 fT 的測量方法。11、什么是雙極晶體管的最高振蕩頻率fM？寫出 fM 的表達式，說明提高 fM 的各項措施。12、畫出高頻晶體管結(jié)構(gòu)的剖面圖，并標出圖中各部分的名稱。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)渡越時間 b。 當此管的基區(qū)少子電流密度 JnE = 102Acm -2時，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)輸運系數(shù) * 之值。又當在該管的發(fā)射結(jié)上加 0.6V 的正向電壓，集電結(jié)短路時， 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?？若要使?仍為 0.98， 則其有源基區(qū)方塊電阻 RB1可以減小到原來的多少？17、某雙極型晶體管的 RB1= 1000 R, E= 5 ，基區(qū)渡越時間 b=109s ,當IB= 0.1mA 時, IC= 10mA ，求該管的基區(qū)少子壽命 b。18、某晶體管的基區(qū)輸運系數(shù) *=0.99，注入效率 =0.97 ，試求此管的 與 。當此管 的有源基區(qū)方塊電阻 RB1乘以3，其余參數(shù)均不變時，其 與 變?yōu)槎嗌伲?9、某雙極型晶體管當 IB1= 0.05mA 時測得 IC1 = 4mA ，當IB2= 0.06mA 時測得 IC2 = 5mA， 試分別求此管當IC = 4m

27、A 時的直流電流放大系數(shù) 與小信號電流放大系數(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 ，當信號頻率為 f=40MHz 時測得其 |=10，則當 f=80MHz 時|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，當信號頻率 f 為 30MHz 時測得 |=5，求此管的特征頻率 fT，以及當信號頻率 f 分別為 15MHz 和60MHz 時的 |之值。23、某高頻晶體管的基區(qū)寬度 WB=1m，基區(qū)渡越時間 b= 2.7 ×10-10s,fT=550

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

29、 = 4mA 時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)少子擴散系數(shù) DB=20cm2s-1，基區(qū)自建場因子 = 20，試計算該晶體管的基區(qū)渡越時間tb ?？杀頌?

30、0、對于基區(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。 表面和勢壘區(qū)復(fù)合可以忽略。當發(fā)射結(jié)上有 0.7V 的正偏壓時，試計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個原子，發(fā)射區(qū)少子擴散系數(shù) De= 2cm2s-1，試計算此晶體管的發(fā)射結(jié)注入效率。(2) 試計算此晶體管的基區(qū)輸運系數(shù)* 。(3) 試計算此晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù) 。(4) 在什么條件下可以按簡化公式來估算 ？在本題中若按此簡化公式來估算 ，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)少子擴散系數(shù) DB= 15cm2s-1，基區(qū)自建場因子 = 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，試計算當 VCB= 0時的厄爾利電壓 VA 的值。36、有人在測晶體管的 ICEO 的同時，錯誤地用一個電流表去測基極與發(fā)射極之間的浮 空電勢，這時他聲稱測到的 ICEO 實質(zhì)上是什么？37、某高頻晶體管的 f= 20MHz ，當信號頻率 f= 100MHz 時測得其最大功率增益 Kpmax= 24。試求：(1) 該晶體管的最高振蕩頻率 fM。(2) 當信號頻率 f 為200MHz 時該晶體管的 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。工作點為： Ie= 10mA，VCB= 6V 。（正偏的勢壘電容可近似為零偏勢壘電容的2.5倍。）試計算：（1） 該晶體管的四個時間常數(shù) teb、 tb、tD、tc，并比較它們的大??；（2） 該晶體管的特征頻率 fT ；（3）該晶體管當信號頻率 f= 400MHz

35、 時的最大功率增益 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：（1） 當電壓 VCE維持常數(shù)，而集電極電流 IC 加倍時，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， nB（0） 將加倍、減半還是幾乎維持不變？第五章 絕緣柵場效應(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 VGS=VT 時，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的稱為增

37、強型，當 VGS=0時 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的稱為耗盡型，當 VGS=0時 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， MOSFET 進入（9、由于電子的遷移率）。當 VDS>= VDsat飽和漏源電壓 VDsat 的表達式是（ ）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， （ ）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)當使 N 溝道 MOSFET 的溝道寬度（）P 溝道 MOSFET 的。10、當 N 溝道 MOSFET 的 VGS<VT時，MOSFET （）導(dǎo)電，這稱為（ ）導(dǎo)電。11、對于一般的 MOSFET ，當溝道長度加倍，而其它尺寸、摻雜濃度、偏置條件等都 不變時，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（ 穿通問題（ ）。13、MOSFET 的跨導(dǎo) gm 的定

39、義是（ 的控制能力。），它反映了（ ）對（ ）區(qū)擴展，使 MOSFET 的源、漏穿通問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（），（VT 變（ ）。），而在短溝道 MOSFETMOSFET 的溝道長度縮短一半15、閾電壓 VT 的短溝道效應(yīng)是指，當溝道長度縮短時，16、在長溝道 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，當時，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)（ ）。 問答與計算題1、畫出 MOSFET 的結(jié)構(gòu)圖和輸

40、出特性曲線圖，并簡要敘述MOSFET 的工作原理。2、什么是 MOSFET 的閾電壓 VT？寫出 VT 的表達式，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、什么是有效溝道長度調(diào)制效應(yīng)？如何抑制有效溝道長度調(diào)制效應(yīng)？5、什么是 MOSFET 的跨導(dǎo) gm？寫出 gm的表達式，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 VGS= 3V 時測得 IDsat = 1mA ，當 VGS= 4V 時測 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 VGS= 6V ， VDS分別為 2V、4V、 6V 、8V 和10V 時的漏極電流之值。12、某 N 溝道 MOSFET 的 VT = 1.5V ,= 6 ×10-3AV-2，求當 VDS= 6V ， VGS分別為 1.5V、 3.5V 、 5.5V 、 7.5V 和9.5V 時的漏極電流之值。13、某 N 溝道 MOSFET 的 VT = 1.5V,= 6 ×10-3AV -2，求當 VGS分別為 2V、4V、6V、8V 和10V 時的通導(dǎo)電阻 Ron 之值。14、某 N 溝道 MOSFET 的 VT = 1V,= 4 ×10-3AV-2，求當 VGS= 6V ，VDS分別為 2V、4V、 6V、8V 和10V 時的跨導(dǎo) gm 之值。15、某 N 溝道 MOSFET 的 VT