12年期末考试题B答案

1成都学院10级“微电子器件”期末考试题B卷（答案）一、填空题（20分）1、在N型半导体中，（电子）为多数载流子，（空穴）为少数载流子。2、在PN结的空间电荷区中，P区一侧带（负）荷，N区一侧带（正）电荷。3、势垒电容反映的是PN结的势垒区电离杂质电荷随外加电压的变化率。PN结的掺杂浓度越高，则势垒电容就越（大）；外加反向电压越高，则势垒电容就越（小）。4、为了提高晶体管的基区输运系数，应当使基区宽度（远小于）基区少子扩散长度。5、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数β是指，发射结（正）偏、集电结（零）偏时的（集电极）电流与（基极）电流之比。6、当（KPmax）降到1时的频率称为最高振荡频率fM。7、对于频率不是特别高的一般高频管，提高特征频率fT的主要措施是（减小基区宽度）。8、MOSFET是利用外加电压产生（电场）来控制漏极电流大小，因此它是（电压）控制器件。9、跨导gm反映了场效应管（栅源电压）对（漏极电流）控制能力，其单位是（西门子）10、要提高N沟道MOSFET的阈电压VT，应使衬底掺杂浓度NA（提高），使栅氧化层厚度Tox（增厚）。二选择题（10分）1、当PN结外加正向偏压时，扩散电流（A）漂移电流，当外加反向偏压时，扩散电流（B）漂移电流。A大于，B.小于，C等于，D不定2、当对PN结外加反向电压时，其势垒区宽度会（A），势垒区的势垒高度会（C）。A变宽，B变窄，C变高，D不变3、P＋N结耗尽层宽度主要取决于：BAp＋区浓度Bn区的浓度CP＋区和n区的浓度4、限制双极结型晶体管最高工作电压的主要因素是：CA雪崩击穿电压B基区穿通电压C雪崩击穿电压和基区穿通电压的较小者5、对于实际的增强型MOSFET，简单说明阈值电压（VT）包括哪几个部分的电压分量（ABD）（多选）A栅氧化层上的电压Vox，B平带电压VFB，C源漏电压VDSD使半导体表面产生强反型层（沟道）所需要的电压2φFP6.晶体管基区运输系数主要决定于：CA基区浓度B基区电阻率和基区少子寿命C基区宽度和基区少子扩散长度三、问答题（30分）1、解释PN结内建电场，缓变基区晶体管内建电场。PN结内建电场：PN两区接触后，由于浓度差的原因，结面附近的空穴从浓度高的P区向浓度低的N区扩散，留下不易扩散的带负电的电离受主杂质，使得在结面的P区一侧出现负的空间电荷；同样，结面附近的电子从浓度高的N区向浓度低的P区扩散，使结面的N区一侧出现正的空间电荷。扩散运动2造成了结面两侧一正一负的空间电荷区，空间电荷区中的电场称为内建电场，方向为从带正电荷的N区指向带负电荷的P区。这个电场使空穴与电子发生漂移运动，空穴向P区漂移，电子向N区漂移.缓变基区晶体管内建电场：以NPN为例，基区空穴浓度的不均匀导致空穴从高浓度处向低浓度处扩散，而电离杂质不动，于是杂质浓度高的地方空穴浓度低于杂质浓度，带负电荷，在杂质浓度低的地方空穴浓度高于杂质浓度，带正电荷，空间电荷的分离就形成了内建电场，这个电场促使注入基区的少子向集电结漂移，与扩散运动方向相同，对基区少子是加速场。2、分别画出PN结平衡时的能带图；正向偏压，反向偏压时的能带图，势垒区两旁中性区少子浓度分布图平衡正偏反偏3、降低基区掺杂浓度会对晶体管的各种特性，如、、TEC、EBOBV、AV、bbr等产生什么影响？、、TEC、EBOBV、AV、bbr4、什么是双极晶体管基区宽度调变效应，什么是基区穿通效应？基区宽度调变效应：当Vce增加时，集电结上的反向偏压增大，集电结势垒区宽度增宽。势垒区向集电区和基区扩展，使得中性基区宽度减小。基区宽度减小使基区少子浓度梯度增加，必然导致电流放大系数和集电极电流的增大基区穿通效应：当集电结反向电压增大时，集电结耗尽区向两侧扩展，基区宽度随之减小。基区很薄且掺杂较轻的晶体管，当集电结反偏到某一电压Vpt时，虽没发生集电结的雪崩击穿，但WB以减小到0这时成为基区穿通，Vpt为穿通电压5、.什么是双极晶体管发射结电流集边效应？当晶体管的工作电流很大时，基极电流通过基极电阻产生的压降就大，使得发射极电流在发射结上的分布极不均匀，实际上发射极电流的分布是离基极接触越近电流越大，离开基极接触较远的地方电流很快下降到很小值36、写出四种类型MOSFET的符号，输出特性和转移特性曲线7、简述MOSFET进入饱和区后，漏极电流不饱和的原因有效沟道长度调制效应漏区静电场对沟道区的反馈作用8、简述MOSFET击穿电压的类型和产生的原因漏源击穿电压，雪崩击穿电压和穿通电压的较小者栅源击穿电压，栅氧化层的击穿，永久性的损坏三、计算题（30分）1、某突变PN结的183163AD110cm,110cmNN，试求p0p0n0pnn、、和n0p的值，并求当外加0.5V正向电压时的nn()px和pp()nx的值。218323ip0Ap0A216343in0Dn0D110cm,2.2510cm,110cm,2.2510cmnpNnNnnNpN当外加0.5V正向电压时，123nnn0103ppp0()exp5.0610cm,()exp5.0610cmqVpxpkTqVnxnkT2、某均匀基区晶体管的BBEB11.5μm,15μm,20,2000WLRR口口，求该晶体管的和。2EB2BB11110.9850220010065.71RWLR口口143、有一个处于饱和区的N沟道MOSFET，当VGS1=3V时测得IDsat1=3mA，当VGS2=4V时测得IDsat2=12mA，试求该MOSFET的阈电压VT和增益因子β之值。解如下联立方程：2Dsat1GS1T2Dsat2GS2T22IVVIVV将已知的VGS1、IDsat1和VGS2、IDsat2的值代入，得：VT=2V，β=6mAV-2。