《半導(dǎo)體器件物理》試卷(一)答案1(可編輯修改w版)

《半導(dǎo)體器件物理》試卷（一）標(biāo)準(zhǔn)答案及評分細(xì)則一、填空（共32分，每空2分）1、PN結(jié)電容可分為擴(kuò)散電容和過渡區(qū)電容兩種，它們之間的主要區(qū)別在于擴(kuò)散電容產(chǎn)生于過渡區(qū)外的一個(gè)擴(kuò)散長度范圍內(nèi)，其機(jī)理為少子的充放電，而過渡區(qū)電容產(chǎn)生于空間電荷區(qū)，其機(jī)理為多子的注入和耗盡。2、當(dāng)MOSFET器件尺寸縮小時(shí)會(huì)對其閾值電壓VT產(chǎn)生影響，具體地，對于短溝道器件對VT的影響為下降，對于窄溝道器件對VT的影響為上升。3、在NPN型BJT中其集電極電流IC受VBE電壓控制，其基極電流IB受VBE電壓控制。4、硅-絕緣體SOI器件可用標(biāo)準(zhǔn)的MOS工藝制備，該類器件顯著的優(yōu)點(diǎn)是寄生參數(shù)小，響應(yīng)速度快等。5、PN結(jié)擊穿的機(jī)制主要有雪崩擊穿、齊納擊穿、熱擊穿等等幾種，其中發(fā)生雪崩擊穿的條件為VB>6Eg/q。6、當(dāng)MOSFET進(jìn)入飽和區(qū)之后，漏電流發(fā)生不飽和現(xiàn)象，其中主要的原因有溝道長度調(diào)制效應(yīng)，漏溝靜電反饋效應(yīng)和空間電荷限制效應(yīng)。二、簡述（共18分，每小題6分）1、Early電壓VA；答案：2、截止頻率fT；答案：截止頻率即電流增益下降到1時(shí)所對應(yīng)的頻率值。3、耗盡層寬度W。答案：P型材料和N型材料接觸后形成PN結(jié)，由于存在濃度差，就會(huì)產(chǎn)生空間電荷區(qū)，而空間電荷區(qū)的寬度就稱為耗盡層寬度W。三、分析（共20分，每小題10分）1、對于PNP型BJT工作在正向有源區(qū)時(shí)載流子的輸運(yùn)情況；答案：對于PNP型晶體管,其發(fā)射區(qū)多數(shù)載流子空穴向集電區(qū)擴(kuò)散,形成電流IEP，其中一部分空穴與基區(qū)的電子復(fù)合，形成基極電流的IB的主要部分，集電極接收大部分空穴形成電流ICP，它是IC的主要部分。2、熱平衡時(shí)突變PN結(jié)的能帶圖、電場分布，以及反向偏置后的能帶圖和相應(yīng)的I-V特性曲線。（每個(gè)圖2分）答案：熱平衡時(shí)突變PN結(jié)的能帶圖、電場分布如下所示，反向偏置后的能帶圖和相應(yīng)的I-V特性曲線如下所示。四、計(jì)算推導(dǎo)（共30分，每小題15分）1、MOSFET工作在非飽和區(qū)時(shí)的Sah方程推導(dǎo)，并求解跨導(dǎo)gm和溝道電導(dǎo)gD，說明提高gm的具體措施；（每步2分，電導(dǎo)計(jì)算4分，措施3分）

答案：gm=VDS=const

=CoxnWV，LDSg==CoxnW[(V-V

)-V]D

VGS=constL

GS

T

DS提高gm的具體措施有：（1）增大載流子遷移率，選用體內(nèi)遷移率高的材料；（2）減小柵氧化層?度，制作高質(zhì)量的盡可能薄的柵氧化層；（3）增大器件的寬長比；（4）減小器件的串聯(lián)電阻。2、在NPN雙極型晶體管正向有源區(qū)工作時(shí)，IC=IS

exp(qVBE)，kTI=IS[exp(qVBE)-1]，試求該器件正向電流增益，并說明提高的BF幾種途徑。其中，I=qA

kTn2D

qViBexp(BE)，I=qA

F

Fn2D

qViE[exp(BE)-1]。（計(jì)BB

kTE

EkT算推導(dǎo)9分，措施6分）答案：經(jīng)推導(dǎo)計(jì)算可得，=IC≈NEDBWE，提高的措施有：（1）IBNBDEWB增大發(fā)射區(qū)