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= 1106cm-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(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= 1107cm-3，外加電壓 V= ，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

3、區(qū)邊界上的少子濃度比該處的平衡 少子濃度（ ）。10、PN 結(jié)的正向電流由（ 電流三部分所組成。）電流、（ ）電流和（ ）11、PN 結(jié)的正向電流很大，是因?yàn)檎螂娏鞯碾姾蓙碓词牵ǎ?PN 結(jié)的反向電流很小，是因?yàn)榉聪螂娏鞯碾姾蓙碓词牵?）。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)過一個(gè)擴(kuò)散長度的距離，非平衡電子濃度降到原來的（ ）。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化為（ ），在反向電壓下可簡化為（ ）。在 PN 結(jié)的正向電流中，當(dāng)電壓較低時(shí)，以（ 電流為主。薄基區(qū)二極管是指 PN 結(jié)的某一個(gè)或兩個(gè)中性

4、區(qū)的長度小于（ 薄基區(qū)二極管中，少子濃度的分布近似為（14、）15、）。）電流為主；當(dāng)電壓較高時(shí)，以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(shì)壘電容反映的是 PN 結(jié)的（ 結(jié)的摻雜濃度越高，則勢(shì)壘電容就越（ ）；19、擴(kuò)散電容反映的是 PN 結(jié)的（ 正向電流越大，則擴(kuò)散電容就越（）濃度遠(yuǎn)小于該區(qū)的）多子濃度可以忽略。）濃度遠(yuǎn)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。外加反向電壓越高，則勢(shì)壘電容就越（PN）。）電荷隨外加電壓的變化率。）；少子壽命越長，則擴(kuò)散電容就越（）。20

5、、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（ ）。問答與計(jì)算題1、簡要敘述 PN 結(jié)空間電荷區(qū)的形成過程。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)什么叫線性緩變

6、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計(jì)算PN 結(jié)的雪崩擊穿電壓9、簡

7、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)過程的主要原因是什么11、某突變 PN結(jié)的 ND= 1105cm-3, NA=1108cm-3，試求 nn0, pn0, pp0和 np0的值，并求當(dāng)外 加正向電壓和（）反向電壓時(shí)的 np（-xp）和 pn（xn）的值。12、某突變 PN結(jié)的 ND= 1105cm-3, NA=1108cm-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 MOSFET的襯底摻雜濃度為 ND= 1105cm-3，另一個(gè) N溝道 M

8、OSFET的 襯底摻雜濃度為 NA= 1108cm-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= 1105cm-3, NA=1108cm-3，試問 Jdp是 Jdn的多少倍15、已知某 PN結(jié)的反向飽和電流為 Io =10 -12A，試分別求當(dāng)外加正向電壓和（）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 Io =10 -11A，若以當(dāng)正向電流達(dá)到 10 -2A作為正向?qū)?通的開始，試求正向?qū)妷?VF之值。若此 PN 結(jié)存在寄生串聯(lián)電阻 Rcs= 4，則在同樣的 測(cè)試條件下 VF

9、將變?yōu)槎嗌?7、某硅單邊突變結(jié)的雪崩擊穿臨界電場(chǎng)EC= 150Vcm-1，開始發(fā)生雪崩擊穿時(shí)的耗盡區(qū)寬度 xdB= m，求該 PN結(jié)的雪崩擊穿電壓 VB。若對(duì)該 PN結(jié)外加 | V|=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 = ，當(dāng)外加的反向電壓時(shí)測(cè)得其勢(shì)壘電容為8pF，則當(dāng)外加的反向電壓時(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 = ，當(dāng)外加電壓 V= 時(shí)的勢(shì)壘電容與擴(kuò)

10、散電容分別是 2pF 和210-4pF，試求當(dāng)外加電壓 V= 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 1160cm-3，nD= 5 1160cm-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 max。22、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

11、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 1200cm-3，nD2= 1 1160cm-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， = m，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-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)。(1) 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)

12、長度的表達(dá)式，并畫出內(nèi)建電場(chǎng)分 布圖。(2) 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。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 1-40) 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(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=

13、，試計(jì)算平衡時(shí)的耗盡區(qū)最大電場(chǎng)max，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 p 遠(yuǎn)大于 N 區(qū)電導(dǎo)率 n 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 的有效狀態(tài)密度， eG0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 I0與溫度的關(guān)系，并求 I0隨溫度的相對(duì)變化率 (dI0/dT)/I0，同時(shí)畫出 電壓一定時(shí)的 I0 T曲線。29、某 P+N-N+結(jié)的雪崩擊穿臨界電場(chǎng) c 為 32V/

14、 m，當(dāng) N-區(qū)的長度足夠長時(shí)，擊穿電壓 VB 為144V。試求當(dāng) N-區(qū)的長度縮短為 3m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， 當(dāng)外加反向電壓為時(shí)測(cè)得勢(shì)壘電容為10pF，試計(jì)算當(dāng)外加正向電壓時(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)為時(shí)測(cè)得其結(jié)電容為，試計(jì)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(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 100C 時(shí)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 nD= 1016cm-3， N區(qū)少子擴(kuò)散長度 Lp= 10 m，結(jié) 面積 A

15、= ，外加的正向電壓。試計(jì)算當(dāng) N區(qū)厚度分別為 100m和3m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)散長度。2、晶體管中的少子在渡越（）的過程中會(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（ ）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)（

16、 ）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) 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、某長方形薄層材料的方塊電阻為 100，長度和寬度分別為 300 m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(huì)產(chǎn)生一個(gè)（），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

17、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)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)）。）極電流。14、 IES是指（）結(jié)短路、（）結(jié)反偏時(shí)

18、的（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)（） 時(shí)的 VCB。20、BVCEO是指（）極開路、 （）結(jié)反偏，當(dāng)（） 時(shí)的 VCE。21、BVEBO是指（）極開路、（）結(jié)反偏，當(dāng)（） 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（）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

19、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, 的幅度會(huì)（），相角會(huì)（ ）。28、在高頻下，基區(qū)渡越時(shí)間 b 對(duì)晶體管有三個(gè)作用， 它們是：（）、）和（）。29、基區(qū)渡越時(shí)間 b 是指（）。當(dāng)基區(qū)寬度加倍時(shí)，基區(qū)渡越時(shí)間增大到原來的（ ）倍。30、晶體管的共基極電流放大系數(shù) | 隨頻率的 （）而下降。到（ ）時(shí)的頻率，稱為 的截止頻率，記為（

20、 ）。當(dāng)晶體管的 | | 下降31、晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù)下降到0時(shí)的頻率，稱為的（| | 隨頻率的（）而下降。當(dāng)晶體管的 | |），記為（ ）。32、當(dāng) ff時(shí)，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(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 fM 。34、當(dāng) | | 降到（ ）時(shí)的頻率稱為特征頻率 fT。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。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

21、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，ec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)晶體管中各種電流的分布圖，并說明當(dāng)輸入電流Ie 經(jīng)過晶體管變成輸出電流

22、 IC 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、 、 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 fT的表達(dá)式，并說明提高 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ec 的4

23、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= 1 m,BD= 20cm2s-1，試求此管的基區(qū)渡越時(shí)間 b。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= 2m, LB= 10 m，試求此管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) *之值。若將 此管的基區(qū)摻雜改為如式( 3-28)

24、的指數(shù)分布，場(chǎng)因子 =6，則其 *變?yōu)槎嗌?5、某均勻基區(qū) NPN晶體管的 WB= 2 m, BN=1017cm-1, DB= 18cm2s-1, B=5 107s，試求該 管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) * 之值。又當(dāng)在該管的發(fā)射結(jié)上加的正向電壓，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=，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，則其注入效率 變?yōu)槎嗌偃粢蛊?仍為， 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(shí)間 b=109s ,當(dāng) IB= 時(shí), IC

25、= 10mA， 求該管的基區(qū)少子壽命 b 。18、某晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) *=，注入效率 =，試求此管的 與 。當(dāng)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(shí)，其 與 變?yōu)槎嗌?9、某雙極型晶體管當(dāng) IB1= 時(shí)測(cè)得 IC1 = 4mA，當(dāng) IB2= 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) 與小信號(hào)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(dāng)信號(hào)頻率為 f=40MHz 時(shí)測(cè)得其 | |=10 ，則當(dāng) f=80MHz 時(shí)| | 為多少

26、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(dāng)信號(hào)頻率 f 為30MHz 時(shí)測(cè)得 | |=5 ，求此管的特征頻率 fT，以及當(dāng)信號(hào)頻率 f分別為 15MHz和60MHz 時(shí)的| |之值。23、某高頻晶體管的基區(qū)寬度 WB=1m，基區(qū)渡越時(shí)間 b= 1-100s,fT=550MHz 。當(dāng)該管 的基區(qū)寬度減為 m，其余參數(shù)都不變時(shí)， fT 變?yōu)槎嗌?4 、某高頻晶體管的 f=20MHz，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25、畫出 NPN 緩變基區(qū)晶體

27、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) IB1= 時(shí)測(cè)得 IC1= 4mA，當(dāng) IB2= 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) 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 1160cm-3， 基區(qū)少子壽命tB= 1s，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) DB= 15cm 2s-1 ，以及從發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的少子電流密度JnE=cm2。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

28、(0)、發(fā)射結(jié)電壓 VBE和基區(qū)輸運(yùn)系數(shù) *。29、已知某硅 NPN緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)寬度 WB= m，基區(qū)少子擴(kuò)散系數(shù) DB= 20cm2s-1， 基區(qū)自建場(chǎng)因子 = 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= 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(kuò)散系數(shù) DB= 18cm2s-1，發(fā)射結(jié)

29、注入效率 = ，發(fā)射結(jié)面積 Ae= 104m2。 表面和勢(shì)壘區(qū)復(fù)合可以忽略。當(dāng)發(fā)射結(jié)上有的正偏壓時(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) 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= m，基區(qū)摻雜濃度 nB= 4 1170cm-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 -5cm 2。(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= 8 190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)注入效率。(2) 試計(jì)算此晶體管的基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)

30、* 。(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、在 N 型硅片上經(jīng)硼擴(kuò)散后， 得到集電結(jié)結(jié)深 xjc= m，有源基區(qū)方塊電阻 RB1= 800 ， 再經(jīng)磷擴(kuò)散后， 得發(fā)射結(jié)結(jié)深 xje= 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(kuò)散系數(shù) DB= 15cm2s-1，基區(qū)自建場(chǎng)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

31、率 較大哪種晶體管的基區(qū)輸運(yùn)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= m，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= 20MHz，當(dāng)信號(hào)頻率 f= 100MHz 時(shí)測(cè)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(dāng)信號(hào)頻率 f為200MHz 時(shí)該晶體管的 Kpmax之值。38、

32、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) = 10 18cm-3，下降到集電結(jié)處的 nB(WB) = 5 1 15c0m-3，基區(qū)寬度 WB= 2 m，基區(qū)少子擴(kuò)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 10-4 cm2。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，并比較它們的

33、大?。唬?） 該晶體管的特征頻率 fT；（3）該晶體管當(dāng)信號(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 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(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、 R、gm、C、C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(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 MO

35、SFET中， VT0的稱為增強(qiáng)型，當(dāng) VGS=0時(shí) MOSFET處于（）狀態(tài)；VT=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 n 比空穴的遷移率 p（ ），所以在其它條件相同時(shí)， （ ）溝道 MOSFET的 IDsat 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 VGSVT 時(shí)， MOSFET（）導(dǎo)電，這稱為（ ）導(dǎo)電。11、對(duì)于一般的 MOSFET，當(dāng)溝道長度加倍，而其它尺寸、摻雜濃度、偏置條件等都不

36、變時(shí)，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 （ ）區(qū)擴(kuò)展，使 MOSFET的源、 漏穿通問題比雙極型晶體管的基區(qū)穿通 問題（ ）。13、MOSFET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 gm，應(yīng)當(dāng)（），（）L，（）VGS。15、閾電壓 VT 的短溝道效應(yīng)是指，當(dāng)溝道長度縮短時(shí)，VT變（ ）。16、在長溝道 MOSFET中，漏極電流的飽和是由于 （ ），而在短溝道 MOSFET 中，漏極電流

37、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(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(dá)式，并討論提高 gm 的措施。6、提高 MOSFET的最高工作

38、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 之值。11、某 N溝道 MOSFET的 VT= 1V,= 4 1-30AV-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 = ,= 6 1-30AV-2，求當(dāng) VDS= 6V， VGS分別為、和時(shí)的漏極 電流之值。13、某 N溝道 MOSFET的 VT = ,= 6 1-03AV-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,= 4 1-30AV-2，求當(dāng) VGS= 6V，VDS分別為 2V、 4V、 6V