半導(dǎo)體器件物理 試卷及答案 試卷二

PAGE6-班級(jí)姓名班級(jí)姓名學(xué)號(hào)……………裝………訂…………線…………《半導(dǎo)體器件物理》模擬試卷二題號(hào)一二三四五六總分得分閱卷人得分閱卷人一、判斷題：(每題1分，共10分)1.(√)半導(dǎo)體晶體一個(gè)重要的特性就是所謂的各向異性。因此，制造不同類型的器件通常需要選擇不同的晶向。2.(×)形成P型半導(dǎo)體通常選擇的摻雜元素是As（砷）。3.(×)一種半導(dǎo)體的本征載流子濃度ni與這種材料的禁帶寬度Eg無關(guān)。4.(√)一種半導(dǎo)體材料，在一定的溫度下，其電子濃度n與空穴濃度p成反比關(guān)系。5.(×)一個(gè)PN結(jié)，只有當(dāng)其通過一定的電流情況下，才呈現(xiàn)出所謂的單向?qū)щ娦浴?.(×)肖克萊方程指出，一個(gè)PN結(jié)的電流電壓關(guān)系滿足線性關(guān)系。7.(√)雙極型晶體管的基區(qū)寬度Wb很大程度上就決定了這支晶體管性能的優(yōu)劣。8.(×)晶體管一旦擊穿，通常也就喪失了正常功能，即其是一種不可恢復(fù)的器件。9.(×)MOS晶體管與雙極型晶體管剛好相反，它是一種電流控制型器件。10.(√)根據(jù)MOS晶體管k因子的表達(dá)式：，當(dāng)溝道長(zhǎng)度L縮短以后，就意味著同樣的晶片面積，可以獲得更大的電流容量。得分閱卷人二、選擇題：(每題2分，共10分)1.GaAs單晶體的結(jié)構(gòu)屬于（B）結(jié)構(gòu)。A.金剛石B.閃鋅礦C.面心立方D.體心立方2.不會(huì)影響半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命的因素是（C）。A.光照B.深能級(jí)雜質(zhì)C.禁帶寬度D.缺陷3.基本不影響MOS晶體管閾值電壓的因素是（D）。A.襯底摻雜濃度NBB.柵氧化層厚度C.柵電極材料特性D.源漏區(qū)結(jié)深4.以下關(guān)于PN結(jié)電容說法不正確的是（D）。A.正向偏壓增大時(shí)，勢(shì)壘電容增大；B.正向偏壓增大時(shí)，擴(kuò)散電容增大；C.反向偏壓增大時(shí)，勢(shì)壘電容減小；D.勢(shì)壘電容也是一種固定電容。5.圖１中所示的MOS晶體管類型是（D）。A.N溝增強(qiáng)型B.P溝增強(qiáng)型圖１C.P溝耗盡型D.N溝耗盡型圖１得分閱卷人三、填空題：(每空1分，共20分)1.最常用的半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，而立方晶系中三種最基本的晶胞分別是簡(jiǎn)立方、面心立方、體心立方。2.從固體能帶論角度考慮，半導(dǎo)體晶體材料中的導(dǎo)電電子位于導(dǎo)帶，而參與導(dǎo)電的空穴則位于價(jià)帶。3.半導(dǎo)體晶體中的載流子可以有兩種傳導(dǎo)電流的運(yùn)動(dòng)方式，其中一種叫做擴(kuò)散，而另一種叫做漂移。4.歐姆定律的微分形式為J=σE。5.MOS結(jié)構(gòu)根據(jù)其所施加的柵電壓VG的不同，其表面空間電荷區(qū)對(duì)應(yīng)四種不同的狀態(tài)，即分別為平帶、積累、耗盡、反型，而半導(dǎo)體表面與襯底之間的電勢(shì)差通常也稱作表面勢(shì)。6.雙極型晶體管共基極直流電流放大系數(shù)可以表達(dá)成兩個(gè)因子的乘積，即，兩者分別稱為發(fā)射效率與基區(qū)輸運(yùn)系數(shù)。7.雙極型晶體管當(dāng)工作在飽和區(qū)時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏。班級(jí)姓名學(xué)號(hào)……………裝………訂…………線…………8.對(duì)于以P-Si為襯底的理想MOS結(jié)構(gòu)，當(dāng)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)……………裝………訂…………線…………9.雙極型晶體管處于放大狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部載流子的傳輸過程可表述為：發(fā)射區(qū)載流子，經(jīng)過基區(qū)輸運(yùn)，集電區(qū)載流子。得分閱卷人四、名詞解釋：（每題2分，共10分）1、載流子漂移運(yùn)動(dòng)載流子在電場(chǎng)作用下的定向運(yùn)動(dòng)2、非平衡載流子非平衡狀態(tài)的半導(dǎo)體，其載流子濃度將比平衡狀態(tài)多，多出來的這部分載流子稱為非平衡載流子。3、MOS晶體管閾值電壓VT當(dāng)MOS晶體管位于近源端處溝道區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)反型層時(shí)，施加于柵源兩極之間的電壓稱為閾值電壓4、輸出伏安特性曲線描述晶體管輸出電流和電壓之間關(guān)系的曲線5、特征頻率fT當(dāng)三極管的電流放大系數(shù)下降到1時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。得分閱卷人五、簡(jiǎn)答題：(每題10分，共30分)1.以Si單晶為例，簡(jiǎn)述P型半導(dǎo)體的形成過程。(10分)向硅中加入Ⅲ族元素如B，B取代硅原子與相鄰四個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，需要從鄰近硅原子處獲得電子，B原子變成帶負(fù)電的B離子，硅原子由于失去電子，而形成空空穴，該半導(dǎo)體主要依靠空穴導(dǎo)電，稱為P型半導(dǎo)體2.定性敘述NPN雙極型晶體管的工作原理，并畫出其輸出伏安特性曲線。（6+4分）發(fā)射區(qū)正偏，集電結(jié)反偏，在正向的發(fā)射結(jié)電壓作用下，發(fā)射區(qū)注入大量電子至基區(qū)，少量電子在基區(qū)中復(fù)合，多數(shù)電子到達(dá)集電結(jié)邊界處，在反向集電結(jié)電壓的作用下，由集電區(qū)收集3.如圖2所示為一只nMOS型晶體管的輸出伏安特性曲線，試求：（1）當(dāng)VDS=10V，ID=10mA時(shí)，飽和區(qū)的跨導(dǎo)gm≈?（6分+4分）6mS（2）在圖上示意畫出非飽和區(qū)的位置。？圖2圖2得分閱卷人班級(jí)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)……………裝………訂…………線…………六、計(jì)算題：（每題5分，共20分）1.有一摻雜濃度為的Si單晶，試求其電阻率ρ=？（已知：電子遷移率μn=1350cm2/V·S）（5分）提示：，，。4.6Ω?cm2.已知一硅單邊突變結(jié)（P+N結(jié)），其中N區(qū)的雜質(zhì)濃度為，試求：當(dāng)流過的正向電流為時(shí)，該P(yáng)N結(jié)施加的正向偏壓VF=？其中：，，，，。（5分）提示：，，，VF=0.5V3.有一nMOS晶體管，其中已知VT=1.0V，tox=10-5cm，當(dāng)VGS=5.0V，VDS=9.0V時(shí)，此時(shí)該MOS管的跨導(dǎo)gm=10-3S，試求：（2分+3已知：μn=400cm2/V?S，，(1)判斷該晶體管的工作狀態(tài)；(2)計(jì)算該MOS晶體管的溝道寬長(zhǎng)比（W/L）=?。提示：①判斷nMOS晶體管的狀態(tài)，