华工半导体器件物理期末总结

分析双极晶体管的特征频率及MOS管的特征频率的限制因素，并从器件结构角度分别讨论如何提高器件的工作频率？Tf是当共射极交流电流放大系数β下降到1时所对应的频率，是晶体管具有电流放大作用的最高频率极限。（1）减小基区宽度，并采用扩散基区，其中减小基区的宽度是关键。为了得到小的基区宽度，就必须采用浅结扩散。（2）尽量减小发射结面积。（3）基区扩散的薄层电阻大些，即浓度低些。（4）减小集电结面积，适当降低集电区电阻率。试述CCD的工作原理电荷耦合器件的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其他大多数器件是以电流或者电压为信号。所以CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。它存储由光或电激励产生的信号电荷，当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便能在CCD内作定向传输。CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生，存储，传输，和检测。基本结构是一种密排MOS二极管阵列，MOS二极管将被偏置在深耗尽状态。简述太阳能电池的工作原理1、当光照射到pn结上时，产生电子--空穴对，在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内部电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。2、它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。简述晶闸管PNP的工作原理晶闸管在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K）与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管为半控型电力电子器件，它的工作条件如下：1.晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。2.晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。3.晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。4.晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。名词解释势垒电容：当外加电压变化时，PN结空间电荷宽度跟着发生变化，因而是雷区的电荷量也就随着外加电压变化而变化，这相当于PN结中存储的电荷量也随之变化，犹如电容的充放电效果，且发生在势垒区，故称为势垒电容亚阈区：当栅极电压低于阈值电压，半导体表面仅只是弱反型，称此时MOS管处于亚阈值区扩散电容：在扩散区中积累的电荷随外加电压的改变而改变，因而PN结可等效为一个电容称为扩散电容雪崩击穿：电子或空穴经过空间电荷区时，从电场获得动能，带着高能的电子或空穴与晶格碰撞，产生出电子——空穴对，并与产生的载流子继续与晶格碰撞，在PN结内产生一股很大的反偏电流，这个过程称为雪崩击穿。非均匀参杂电场：非均匀杂质分布会在半导体中引起电场，产生非均匀掺杂电场大注入电场：注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度接近或超过原来平衡多数载流子浓度时，称为大注入虎仔半导体内产生内建电场，称为大注入电场。栅跨导：反应外加栅极电压的变化量对控制源——漏电流变化的能力。定义为：即源漏电流该变量与其对应栅压该变量之比。本证激发：半导体的温度T0k时，电子可以从价带激发到导带中去，产生空穴，这种激发称为本证激发准费米能级：在非平衡态时，用来描述半导体中电子浓度和空穴浓度和称为电子和洞穴的费米能级电子和空穴的有效质量：有效质量并不代表真正的质量，而是代表能带中电子空穴受外力时，外力与加速度的一个比例系数，有效质量概括了半导体内部场的左右，是的在解决半导体中电子在外力作用下的规律时，可以不涉及内部势场的作用。短沟道效应：沟道长度减小到一定程度后，阈值电压随够到变短二减小的效应称为段够到效应热载流子效应：当载流子从外界火的很大能量时，即可称为热载流子，热载流子产生的一些影响称为热载流子效应。如非线性速度电场关系：漂移速度饱和现象碰撞电离效应