2023年清华半导体物理器件集成电路考研真题

2023半导体物理、器件及集成电路试题150分，180分钟〔请将答案写在答题纸上〕一、图示比较BJT和MOSFET饱和区，解释其产生物理机制二、〔15分MOSFET由于尺寸缩小引起的四种非抱负效应，简要说明其产生的物理机制及对晶体管电学特性的影响三、N 1018cm-3 ，N 1016cm-3 ，D 10cm2/s ，D 25cm2/s ，E B E B 10-7sx 1mx 0.7m1，求共基B0 E0 E B极电流增益、共放射极电流增益。四、〔15分〕n+多晶硅P型MOSFET，空穴浓度N 31016cm-3，A氧化层电荷Qss”1011cm-2，氧化层厚度为tox0.05m，相对介电常数为 3.9， 11.7 ， 8.8510-14F/cm ，室温下ox s 0n 1.51010/cm3 ，Vi

k0T0.0259V。求以下三种状况的阈值电qa〕VBS

0V〕VBS

2V〕VBS

-2V〔15分n型Si子空穴对，产生率为g0，假设样品足够长，求稳态时样品两边的空穴浓度分布。(p0、

、Lp)p0六〔15分〕n+多晶硅P型mos系统，空穴浓度N 31016cm-3，氧A化层电荷Qss”=1011cm-2，相对介电常数为 3.9， 11.7，ox s 8.8510-14F/cm，室温下n0

1.51010/cm3 ，Vt

k0T0.0259V。假设q测得阈值电压为Vt0

0.65V，求氧化层厚度toxn+n结，n+5*1018cm-3，n区5*1014cm-3。1、定性画出能带图；2、定性画出载流子分布；3、求接触电势差。八、以以下图为抱负MIS构造的在不同栅电压V 下的电荷分布，由图判G1〕半导体类型〕两图中的MIS构造分别处于什么状态？九、3NMOS2.5V。设输入IN的摆幅为0V至2.5V，NMOS管的VT0=0.54V，|ΦF|＝0.32V。考虑静态情形，并无视寄生电容。〔1〕设衬偏系数γ截止？〕=0，晶体管M2工作在什么模式〔线性？饱和？〔2〕设衬偏系数γ=0，当IN=0V时，OUT=?〔3〕设衬偏系数γ=0.5，求节点X处的电压。十、电路如图所示，C 50fF，Mr 有W/L=0.375/0.375，Mn 有xW/Leff=0.375/0.25。并假设输出反相器在输入没有到达VDD/2之前不会翻转In0V，B2.5V，MnX2.5V拉到1.25V需要多少时间？In2.5V，B2.5V，MnX0V拉到1.25V需要多少时间？BIn0VVx2.5V1.25V，VB

的电压最小是多少？十一、如以以下图，全部的门均为CMOS静态对称规律门，kn’=2kp’。门A每个输入端的电容为8，门X每个输入端的电容为X，门Y每个输入端的电容为Y，负载电容为CL=45。求使从Cin至Cout的延8：X：Y十二、〔15分〕工作于饱和区，它们具有一样的沟道长度，且跨导效率均为gm/ID=10V-1fT=10GHz。各晶体管沟道宽度之间的关系为:W2=8W1、W3=2W1。假设无视晶体管的沟道长度调制效应、衬底Cgs之外的全部晶体管电容，vi是一个小信号电源，静态工作点时可认为短路，CF是一个足够大的滤波电容，试答复如下问题：a)计算该放大器的低频小信号增益；b)计算该电路的-3dB带宽；c)电容CF的作用是什么？十三、一个根本两级OTA的差模半边电路可等效为如以下图的行为级模型，其中G 0.5mS,G 2mSR 200K，R 100K,m1 m2 o1 o2C 0.1pF，C 8pF。OTA构成一个负反响放大器，反响网1 2络所供给的反响系数为f=0.5并且不会对OTA如下问题：72º,计算所需的负载补偿电容CL及闭环-3dB带宽Miller补偿方案，在其次级的输入端和输出端之