微电子器件期末复习题

微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/1 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 所有解答为个人整理所有解答为个人整理，如有错误请仔细甄别如有错误请仔细甄别！ 1 13 3 级级 期末复习期末复习题库题库 典例典例解答解答 电子科技大学/命题 陈 卉 /转载 王 嘉 达 /整理 【习题压得准习题压得准 五杀跑不了五杀跑不了】 微电子器件（陈星弼第三版） 电子工业出版社 前言前言 根据统计根据统计，课堂测验课堂测验、课后作业中的题目提纲中无相似题型课后作业中的题目提纲中无相似题型，请复习提纲的同请复习提纲的同 时在做一次作业以及课堂测验时在做一次作业以及课堂测验。作业答案作业答案、课堂课堂作业答案平时随课堂进度上传群共作业答案平时随课堂进度上传群共 享享，请自行查阅请自行查阅。本答案为个人整理本答案为个人整理，如有不妥之处望批评指正如有不妥之处望批评指正。计算题部分计算题部分，实实 在无能为力在无能为力，后期会继续上传计算题集锦后期会继续上传计算题集锦，敬请期待敬请期待。 另，由于本人微电子班，无光源班群，请有心人士转载至光源班群，共同通过另，由于本人微电子班，无光源班群，请有心人士转载至光源班群，共同通过 期末考试！期末考试！ 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/2 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 1 1、若某突变、若某突变 PNPN 结的结的 P P 型区的掺杂浓度为型区的掺杂浓度为 163 A 1.5 10 cmN ，则室温下该区的平衡多，则室温下该区的平衡多 子浓度子浓度p pp0 p0与平衡少子浓度与平衡少子浓度n np p0 0分别为（分别为（ 316 105 . 1 cmNA）和（）和（ 314 105 . 1 cmNA） 。） 。 2 2、在、在 PNPN 结的空间电荷区中，结的空间电荷区中，P P 区一侧带（区一侧带（负负）电荷，）电荷，N N 区一侧带（区一侧带（正正）电荷。内建电）电荷。内建电 场的方向是从（场的方向是从（N N）区指向（）区指向（P P）区。）区。 发生漂移运动，空穴向发生漂移运动，空穴向 P P 区，电子向区，电子向 N N 区区 3 3、当采用耗尽近似时，、当采用耗尽近似时，N N 型耗尽区中的泊松方程为（型耗尽区中的泊松方程为（ D S E u q dx d ） 。由此方程可以看） 。由此方程可以看 出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（大大） 。） 。 4 4、PNPN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（小小） ，内建电场的最大值就越（） ，内建电场的最大值就越（大大） ，） ， 内建电势内建电势V Vbi bi就越 （就越 （大大） ， 反向饱和电流） ， 反向饱和电流I I0 0就越 （就越 （小小） P20P20， 势， 势垒电容垒电容C CT T就越 （就越 （ 大大 ） ，） ， 雪崩击穿电压就越（雪崩击穿电压就越（小小） 。） 。 5 5、硅突变结内建电势、硅突变结内建电势V Vbi bi可表为（可表为（ 2 ln i DA bi n NN q KT v ）PP9 9 在室温下的典型值为（在室温下的典型值为（0.80.8V V） 6 6、 当对、 当对 PNPN 结外加正向电压时， 其势垒区宽度会 （结外加正向电压时， 其势垒区宽度会 （减小减小） ， 势垒区的势垒高度会 （） ， 势垒区的势垒高度会 （降低降低） 。） 。 7 7、 当对、 当对 PNPN 结外加反向电压时， 其势垒区宽度会 （结外加反向电压时， 其势垒区宽度会 （增大增大） ， 势垒区的势垒高度会 （） ， 势垒区的势垒高度会 （提高提高） 。） 。 8 8、在、在 P P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n np p与外加电压与外加电压V V之间的关系可表示为之间的关系可表示为 （)exp()( 0 KT qv pppnxn）P18P18。若。若 P P 型区的掺杂浓度型区的掺杂浓度 173 A 1.5 10 cmN ，外加电压，外加电压V V = 0.52V= 0.52V，则，则 P P 型区与耗尽区边界上的少子浓度型区与耗尽区边界上的少子浓度n np p为（为（ 325 1035. 7 cm） 。） 。 9 9、当对、当对 PNPN 结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子 浓度（浓度（大大） ；当对） ；当对 PNPN 结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处 的平衡少子浓度（的平衡少子浓度（小小） 。） 。 1010、PNPN 结的正向电流由（结的正向电流由（空穴扩散空穴扩散）电流、 （）电流、 （电子扩散电子扩散）电流和（）电流和（势垒区复合势垒区复合）电流）电流 三部分所组成。三部分所组成。 1111、PNPN 结结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（多子多子） ；） ；PNPN 结的反向电流结的反向电流 很小，是因为反向电流的电荷来源是（很小，是因为反向电流的电荷来源是（少子少子） 。） 。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/3 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 1212、 当对、 当对 PNPN 结外加正向电压时， 由结外加正向电压时， 由 N N 区注入区注入 P P 区的非平衡电子一边向前扩散， 一边 （区的非平衡电子一边向前扩散， 一边 （复复 合合） 。每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（） 。每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（ ） 。） 。 1313、PNPN 结扩散电流的表达式为（结扩散电流的表达式为（ 1)exp( 0 KT qv dndpdIJJJ） 。这个表达式在正向电） 。这个表达式在正向电 压下可简化为（压下可简化为（)exp( 0 KT qv dJJ） ，在反向电压下可） ，在反向电压下可简化为（简化为（JJd） 。） 。 1414、在、在 PNPN 结的正向电流中，当电压较低时，以（结的正向电流中，当电压较低时，以（势垒区复合势垒区复合）电流为主；当电压较高）电流为主；当电压较高 时，以（时，以（扩散扩散）电流为主。）电流为主。 1515、 薄基区二极管是指、 薄基区二极管是指 PNPN 结的某一个或两个中性区的长度小于 （结的某一个或两个中性区的长度小于 （该区的少子扩散长度该区的少子扩散长度） 。） 。 在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（线性分布线性分布） 。） 。 1616、小注入条件是指注入某区边界附近的（、小注入条件是指注入某区边界附近的（非平衡少子非平衡少子）浓度远小于该区的（）浓度远小于该区的（平衡多平衡多 子子）浓度，因此该区总的多子浓度中的（）浓度，因此该区总的多子浓度中的（非平衡非平衡）多子浓度可以忽略。）多子浓度可以忽略。 1717、大注入条件是指注入某区边界附近的（、大注入条件是指注入某区边界附近的（非平非平衡少子衡少子）浓度远大于该区的（）浓度远大于该区的（平衡多平衡多 子子）浓度，因此该区总的多子浓度中的（）浓度，因此该区总的多子浓度中的（平衡平衡）多子浓度可以忽略。）多子浓度可以忽略。 1818、势垒电容反映的是、势垒电容反映的是 PNPN 结的（结的（微分微分）电荷随外加电压的变化率。）电荷随外加电压的变化率。PNPN 结的掺杂浓度结的掺杂浓度 越高，则势垒电容就越（越高，则势垒电容就越（ 大大 ） ；外加反向电压越高，则势垒电容就越（） ；外加反向电压越高，则势垒电容就越（ 小小 ） 。） 。 1919、扩散电容反映的是、扩散电容反映的是 PNPN 结的（结的（非平衡载流子非平衡载流子）电荷随外加电压的变化率。正向）电荷随外加电压的变化率。正向 电流越大，则扩散电容就越（电流越大，则扩散电容就越（大大） ；少子寿命越长，则扩散电容就越（） ；少子寿命越长，则扩散电容就越（大大） 。） 。 【P51P51】 2020、在、在 PNPN 结开关管中，在外加电压从正向变为反向后的一段时间内，会出现一个较大结开关管中，在外加电压从正向变为反向后的一段时间内，会出现一个较大 的反向电流。引起这个电流的原因是的反向电流。引起这个电流的原因是存储在（存储在（N N）区中的（）区中的（非平衡载流子非平衡载流子）电荷。）电荷。 这个电荷的消失途径有两条，即（这个电荷的消失途径有两条，即（反向电流的抽取反向电流的抽取）和（）和（少子自身的复合少子自身的复合） 。） 。 2121、从器件本身的角度，提高开关管的开关速度的主要措施是（、从器件本身的角度，提高开关管的开关速度的主要措施是（降低少子寿命降低少子寿命）和（）和（加加 快反向复合）快反向复合） 。（减薄轻掺杂区的厚度）（减薄轻掺杂区的厚度） 2222、PNPN 结的击穿有三种机理，它们分别是（结的击穿有三种机理，它们分别是（雪崩击穿雪崩击穿） 、 （） 、 （齐纳击穿齐纳击穿）和（）和（热击穿热击穿） 。） 。 2323、 PNPN 结的掺杂浓度越高， 雪崩结的掺杂浓度越高， 雪崩击穿电压击穿电压越 （越 （小小） ； 结深越浅， 雪崩击穿电压就越 （） ； 结深越浅， 雪崩击穿电压就越 （小小） 。） 。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/4 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 2424、雪崩击穿和齐纳击穿的条件分别是（、雪崩击穿和齐纳击穿的条件分别是（1 0 dx i rd ）和（）和（足够小 max min qE EG d） 。） 。 P41P41 2525、晶体管的基区输运系数是指（、晶体管的基区输运系数是指（基区中到达集电结的少子基区中到达集电结的少子）电流与（）电流与（从发射结刚注从发射结刚注 入基区的少子入基区的少子）电流之比。）电流之比。P67P67由于少子在渡越基区的过程中会发生（由于少子在渡越基区的过程中会发生（复合复合） ， 从而使基区输运系数（从而使基区输运系数（小于小于 1 1） 。为了提高基区输运系数，应当使基区宽度（） 。为了提高基区输运系数，应当使基区宽度（远小远小 于于）基区少子扩散长度。）基区少子扩散长度。 2626、晶体管中的少子在渡越（、晶体管中的少子在渡越（基区基区）的过程中会发生（）的过程中会发生（复合复合） ，从而使到达集电结的少） ，从而使到达集电结的少 子比从发射结注入基区的少子（子比从发射结注入基区的少子（小）小） 。 2727、晶体管的注入效率是指（、晶体管的注入效率是指（从发射区注入基区的少子从发射区注入基区的少子）电流与（）电流与（总的发射极总的发射极）电流）电流 之比。之比。P69P69为了提高注入效率，应当使（为了提高注入效率，应当使（发射发射）区掺杂浓度远大于（）区掺杂浓度远大于（基基）区掺杂）区掺杂 浓度。浓度。 2828、晶体管的共基极直流短路电流放大系数、晶体管的共基极直流短路电流放大系数是指发射结（是指发射结（正正）偏、集电结（）偏、集电结（零零）偏）偏 时的（时的（集电极集电极）电流与（）电流与（发射极发射极）电流之比。）电流之比。 2929、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数是指（是指（发射发射）结正偏、 （）结正偏、 （集电集电）结零）结零 偏时的（偏时的（集电极集电极）电流与（）电流与（基极基极）电流之比。）电流之比。 3030、在设计与制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当（、在设计与制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当（减小减小）基区宽度，）基区宽度， （降低降低）基区掺）基区掺杂浓度。杂浓度。 3131、某长方形薄层材料的方块电阻为、某长方形薄层材料的方块电阻为 100100，长度和宽度分别为，长度和宽度分别为300m和和60m，则，则 其长度方向和宽度方向上的电阻分别为 （其长度方向和宽度方向上的电阻分别为 （ 500 ） 和 （） 和 （20） 。 若要获得） 。 若要获得 1K1K的电阻，的电阻， 则该材料的长度应改变为（则该材料的长度应改变为（ m600 ） 。） 。 3232、在缓变基区晶体管的基区、在缓变基区晶体管的基区中会产生一个（中会产生一个（内建电场内建电场） ，它对少子在基区中的运动起） ，它对少子在基区中的运动起 到（到（加速加速）的作用，使少子的基区渡越时间（）的作用，使少子的基区渡越时间（减小减小） 。） 。 3333、小电流时、小电流时会（会（减小减小） 。这是由于小电流时，发射极电流中（） 。这是由于小电流时，发射极电流中（势垒区复合电流势垒区复合电流）的）的 比例增大，使注入效率下降。比例增大，使注入效率下降。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/5 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 3434、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（注入效率注入效率） ，反） ，反 而会使其（而会使其（下降下降） 。造成发射区重掺杂效应的原因是（） 。造成发射区重掺杂效应的原因是（发射区禁带变窄发射区禁带变窄）和（）和（俄歇俄歇 复合增强复合增强） 。） 。P76P76 3535、在异质结双极晶体管中，发射区的禁带宽度（、在异质结双极晶体管中，发射区的禁带宽度（大大）于基区的禁带宽度，从而使异）于基区的禁带宽度，从而使异 质结双极晶体管质结双极晶体管的（的（注入效率注入效率）大于同质结双极晶体管的。）大于同质结双极晶体管的。P79P79 3636、当晶体管处于放大区时，理想情况下集电极电流随集电结反偏的增加而（、当晶体管处于放大区时，理想情况下集电极电流随集电结反偏的增加而（不变不变） 。） 。 但实际情况下集电极电流随集电结反偏增加而（但实际情况下集电极电流随集电结反偏增加而（增加增加） ，这称为（） ，这称为（基区宽度调变基区宽度调变） 效应。效应。P83P83 3737、当集电结反偏增加时，集电结耗尽区宽度会（、当集电结反偏增加时，集电结耗尽区宽度会（变宽变宽） ，使基区宽度（） ，使基区宽度（变窄变窄） ，从而） ，从而 使集电极电流（使集电极电流（增大增大） ，这就是基区宽度调变效应（） ，这就是基区宽度调变效应（即厄尔利效应即厄尔利效应） 。） 。P83P83 3838、I IES ES是指（是指（集电结集电结）短路、 （）短路、 （发射发射）结反偏时的（）结反偏时的（发射发射）极电流。）极电流。 3939、I ICS CS是指（是指（发射结发射结）短路、 （）短路、 （集电结集电结）反偏时的（）反偏时的（集电集电）极电流。）极电流。 4141、I ICBO CBO是指（是指（发射发射）极开路、 （）极开路、 （集电集电）结反偏时的（）结反偏时的（集电集电）极电流。）极电流。 4141、I ICEO CEO是指（是指（基基）极开路、 （）极开路、 （集电集电）结反偏时的（）结反偏时的（集电集电）极电流。）极电流。 4242、I IEBO EBO是指（是指（集电极集电极）极开路、 （）极开路、 （发射发射）结反偏时的（）结反偏时的（发射发射）极电流。）极电流。 4343、BVBVCBO CBO是指（是指（发射发射）极开路、 （）极开路、 （集电集电）结反偏，当（）结反偏，当（ CBO I）时的时的V VCBCB。 4444、BVBVCEO CEO是指（是指（基基）极开路、 （）极开路、 （集电集电）结反偏，当（）结反偏，当（ CEO I）时的时的V VCECE。 4545、BVBVEBO EBO是指（是指（集电集电）极开路、 （）极开路、 （发射发射）结反偏，当（）结反偏，当（ EBO I）时的时的V VEBEB。 4646、基区穿通是指当集电结反向电压增加到使耗尽区将（、基区穿通是指当集电结反向电压增加到使耗尽区将（基区基区）全部占据时，集电极）全部占据时，集电极 电流急剧增大的现象。防止基区穿通的措施是（电流急剧增大的现象。防止基区穿通的措施是（增加增加）基区宽度、 （）基区宽度、 （提高提高）基区掺）基区掺 杂浓度。杂浓度。P90P90 4747、比较各击穿电压的大小时可知，、比较各击穿电压的大小时可知，BVBVCBO CBO（大于大于）BVBVCEOCEO ，BVBVCBOCBO（远大于远大于）BVBVEBOEBO。 4848、要降低基极电阻、要降低基极电阻 bb r ，应当（ ，应当（提高提高）基区掺杂浓度， （）基区掺杂浓度， （提高提高）基区宽度。）基区宽度。 4949、无源基区重掺杂的目的是（、无源基区重掺杂的目的是（为了降低体电阻为了降低体电阻） 。） 。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/6 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 5050、 发射极增量电阻、 发射极增量电阻r re e的表达式的表达式 （ Eq KT eR） 。 室温下当发射极电流为） 。 室温下当发射极电流为 1mA1mA 时，时，r re e = = （26） 。） 。 5151、随着信号频率的提高，晶体管的、随着信号频率的提高，晶体管的 、 的幅度会（的幅度会（下降下降） ，相角会（） ，相角会（滞后滞后） 。） 。 5252、 在高频下， 基区渡越时间、 在高频下， 基区渡越时间 b 对晶体管有三个作用， 它们是：（对晶体管有三个作用， 它们是：（复合损失使小于复合损失使小于 10* 10* 小于小于 1 1） 、 （） 、 （时间延迟使相位滞后时间延迟使相位滞后）和（）和（渡越时间的分散使渡越时间的分散使|*|*|减小减小） 。） 。 5353、基区渡越时间、基区渡越时间 b 是指（是指（从发射结渡越到集电结所需要的平均时间从发射结渡越到集电结所需要的平均时间） 。当基区宽度加） 。当基区宽度加 倍时，基区渡越时间增大到原来的（倍时，基区渡越时间增大到原来的（2 2）倍。）倍。 5454、晶体管的共基极电流放大系数、晶体管的共基极电流放大系数 随频率的（随频率的（增加增加）而下降。当晶体管的）而下降。当晶体管的 下下 降到（降到（ 2 0 ）时的频率，称为）时的频率，称为的截止频率，记为（的截止频率，记为（ f） 。） 。 5555、晶体管的共发射极电流放大系数、晶体管的共发射极电流放大系数 随频率的（随频率的（增加增加）而下降。当晶体管的）而下降。当晶体管的 下下 降到降到 0 2 1 时时的频率，称为的频率，称为的（的（截止频率截止频率） ，记为（） ，记为（ f） 。） 。 5656、当、当 ff 时，频率每加倍，晶体管的时，频率每加倍，晶体管的 降到原来的（降到原来的（ ） ；最大功率增益） ；最大功率增益 pmax K降降 到原来的（到原来的（ ） 。） 。 5757、 当 （电流放大系数、 当 （电流放大系数 ） 降到） 降到 1 1 时的频率称为特征频率时的频率称为特征频率 T f。 当 （。 当 （晶体管最大功率晶体管最大功率 max p ） 降到降到 1 1 时的频率称为最高振荡频率时的频率称为最高振荡频率 M f。 5858、当、当 降到（降到（1 1）时的频率称为特征频率）时的频率称为特征频率 T f。当。当 pmax K降到（降到（1 1）时的频率称为最高）时的频率称为最高 振荡频率振荡频率 M f。 5959、晶体管的高频优值、晶体管的高频优值M M是（是（功率增益功率增益）与（）与（带宽带宽）的乘积）的乘积。 6060、晶体管的高频小信号等效电路与直流小信号等效电路相比，增加了三个元件，它、晶体管的高频小信号等效电路与直流小信号等效电路相比，增加了三个元件，它 们是（们是（集电结势垒电容集电结势垒电容） 、 （） 、 （发射结势垒电容发射结势垒电容）和（）和（发射结扩散电容）发射结扩散电容） 。 6161、对于频率不是特别高的一般高频管，、对于频率不是特别高的一般高频管， ec 中以（中以（ b I）为主，这时提高特征频率）为主，这时提高特征频率 T f的的 主要措施是（主要措施是（减小基区宽度减小基区宽度） 。） 。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/7 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 6262、 为了提高晶体管的最高振荡频率、 为了提高晶体管的最高振荡频率 M f ， 应当使特征频率， 应当使特征频率 T f（增大增大） ， 基极电阻） ， 基极电阻 bb r （ （降降 低低） ，集电结势垒电容） ，集电结势垒电容 TC C（降低降低） 。） 。 6363、对高频晶体管结构上的基本要求是： （、对高频晶体管结构上的基本要求是： （尺寸小尺寸小） 、 （） 、 （结深浅结深浅） 、 （） 、 （线条细线条细）和（）和（非工作非工作 基区重掺杂基区重掺杂） 。） 。 6464、N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 的衬底是（的衬底是（P P）型半导体，源区和漏区是（）型半导体，源区和漏区是（N N）型半导体，沟道中的）型半导体，沟道中的 载流子是（载流子是（电子电子） 。） 。 6565、P P 沟道沟道 MOSFETMOSFET 的衬底是（的衬底是（N N）型半导体，源区和漏区是（）型半导体，源区和漏区是（P P）型半导体，沟道中的）型半导体，沟道中的 载流子是（载流子是（空穴空穴） 。） 。 6666、当、当 GST VV时，栅下的硅表面发生（时，栅下的硅表面发生（强反型）强反型） ，形成连通（，形成连通（源源）区和（）区和（漏漏）区的导）区的导 电沟道，在电沟道，在 DS V 的作用下产生漏极电流。的作用下产生漏极电流。 6767、N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 中，中， GS V 越大，则沟道中的电子就越（越大，则沟道中的电子就越（多多） ，沟道电阻就越（） ，沟道电阻就越（小小） ，） ， 漏极电流就越（漏极电流就越（大大） 。） 。 6868、在、在 N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 中，中， T 0V 的称为增强型，当的称为增强型，当 GS 0V时时 MOSFETMOSFET 处于（处于（截止截止）状）状 态；态； T 0V 的称为耗尽型，当的称为耗尽型，当 GS 0V时时 MOSFETMOSFET 处于（处于（导通导通）状态。）状态。 6969、由于栅氧化层中通常带（、由于栅氧化层中通常带（正正）电荷，所以（）电荷，所以（P P）型区比（）型区比（N N）型区更容易发生反型。）型区更容易发生反型。 7070、要提高、要提高 N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 的阈电压的阈电压V VT T ，应使衬底掺杂浓度，应使衬底掺杂浓度N NA A（增大增大） ，使栅氧化层厚） ，使栅氧化层厚 度度T Tox ox（减薄减薄） 。） 。 7171、N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 饱和漏源电压饱和漏源电压 Dsat V 的表达式是（的表达式是（TGSVV） 。当） 。当 DSDsat VV时时，MOSFETMOSFET 进入（进入（ 饱和饱和）区，漏极电流随）区，漏极电流随 DS V的增加而（的增加而（不变不变） 。） 。 7272、由于电子的迁移率、由于电子的迁移率 n 比空穴的迁移率比空穴的迁移率 p （大大） ，所以在其它条件相同时， （） ，所以在其它条件相同时， （N N）沟）沟 道道 MOSFETMOSFET 的的 Dsat I比（比（P P）沟道）沟道 MOSFETMOSFET 的大。为了使两种的大。为了使两种 MOSFETMOSFET 的的 Dsat I相同，应相同，应 当使当使 N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 的沟道宽度（的沟道宽度（小于小于）P P 沟道沟道 MOSFETMOSFET 的。的。 7373、当、当 N N 沟道沟道 MOSFETMOSFET 的的 GST VV时，时，MOSFETMOSFET（不不）导电，这称为（）导电，这称为（增强型增强型）导电。）导电。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/8 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 7474、对于、对于 MOSFETMOSFET，当沟道长度加倍，而其它尺寸、掺杂浓度、偏置条件等都不变时，当沟道长度加倍，而其它尺寸、掺杂浓度、偏置条件等都不变时， 其下列参数发生什么变化：其下列参数发生什么变化： T V（ （减小减小） 、） 、 Dsat I （减小减小） 、） 、 on R（ （增大增大） 、） 、 m g （减小减小） 。） 。 7575、由于源、漏区的掺杂浓度（、由于源、漏区的掺杂浓度（大大）于沟道区的掺杂浓度，所以）于沟道区的掺杂浓度，所以 MOSFETMOSFET 源、漏源、漏 PNPN 结结 的耗尽区主要向（的耗尽区主要向（衬底衬底）区扩展，使）区扩展，使 MOSFETMOSFET 的源、漏穿通问题比双极型晶体管的的源、漏穿通问题比双极型晶体管的 基区穿通问题（基区穿通问题（严重严重） 。） 。 7676、MOSFETMOSFET 的跨导的跨导g gm m的定义是（的定义是（转移特性曲线的斜率转移特性曲线的斜率） ，反映了（） ，反映了（栅源电压栅源电压）对（）对（漏漏 极电流极电流）的控制能力。）的控制能力。 7777、为提高、为提高跨导跨导g gm m的截止角频率的截止角频率 m g ，应当（，应当（增大增大）， （， （ 减小减小）L L ， （， （增大增大）V VGS GS。 7878、阈电压、阈电压 T V的短沟道效应是指，当沟道长度缩短时，的短沟道效应是指，当沟道长度缩短时， T V变（变（减小减小） 。） 。 7979、 在长沟道、 在长沟道 MOSFETMOSFET 中， 漏极电流的饱和是由于 （中， 漏极电流的饱和是由于 （沟道夹断沟道夹断） ， 而在短沟道） ， 而在短沟道 MOSFETMOSFET 中，中， 漏极电流的饱和则是由于（漏极电流的饱和则是由于（载流子漂移速度的饱和载流子漂移速度的饱和） 。） 。 8080、 为了避免短沟道效应， 可采用按比例缩小法则， 当、 为了避免短沟道效应， 可采用按比例缩小法则， 当 MOSFETMOSFET 的沟道长度缩短一半时，的沟道长度缩短一半时， 其沟道宽度应（其沟道宽度应（增大增大） ，栅氧化层厚度应（） ，栅氧化层厚度应（减小减小） ，源、漏区结深应（） ，源、漏区结深应（增大增大） ，衬底） ，衬底 掺杂浓度应（掺杂浓度应（ 增大增大） 。） 。 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/9 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 二、问答题二、问答题 1 1、简要叙述、简要叙述 PNPN 结空间电荷区的形成过程。结空间电荷区的形成过程。 在在 PNPN 结结中中, ,由于由于自由电子自由电子的扩散运动和内电场导致的漂移运动的扩散运动和内电场导致的漂移运动, ,使使 PNPN 结中间结中间 的部位的部位(P(P 区和区和 N N 区交界面区交界面) )产生一个很薄的电荷区产生一个很薄的电荷区 2 2、什么叫耗尽近似？什么叫中性近似？、什么叫耗尽近似？什么叫中性近似？ 空间电荷区的自由载流子已完全扩散掉， 即完空间电荷区的自由载流子已完全扩散掉， 即完全耗尽， 电离杂质构成空间电荷全耗尽， 电离杂质构成空间电荷 区内电区内电荷的唯一来源； 耗尽区以外区域中的多子浓度仍等于电离杂质浓度， 因此这荷的唯一来源； 耗尽区以外区域中的多子浓度仍等于电离杂质浓度， 因此这 部分区域保持了完全的电中性。部分区域保持了完全的电中性。 3 3、什么叫突变结？什么叫单边突变结、什么叫突变结？什么叫单边突变结？什么叫线性缓变结？分别画出上述各种？什么叫线性缓变结？分别画出上述各种 PNPN 结结 的杂质浓度分布图、内建电场分布图和外加正向电压及反向电压时的少子浓度分的杂质浓度分布图、内建电场分布图和外加正向电压及反向电压时的少子浓度分 布图。布图。 当半导体内的杂质从受主杂质突变为施主杂质时，称为突变结。如果一边的掺当半导体内的杂质从受主杂质突变为施主杂质时，称为突变结。如果一边的掺 杂浓度远大于另一边， 则杂浓度远大于另一边， 则 p p- -n n 结势垒区主要是在轻掺杂一边， 这种突变结即称为单结势垒区主要是在轻掺杂一边， 这种突变结即称为单 边突变结。在一定条件下，假设冶金结边突变结。在一定条件下，假设冶金结附近的杂质浓度是随距离进行线性变化的，附近的杂质浓度是随距离进行线性变化的， 这称为线性缓变结。这称为线性缓变结。 突变结突变结 缓偏结缓偏结 杂杂 质质 浓浓 度度 分分 布布 图图 内内 建建 电电 场场 分分 布布 图图 DA NN D N A N x 0 DA NN x 0 d 2 x d 2 x max E E p x 0 n x x d 2 x d 2 x E 0 x 外加正向电压时外加正向电压时 PNPN 结中的少子分布图结中的少子分布图 外加外加负负向电压时向电压时 PNPN 结中的少子分布图结中的少子分布图 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/10 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 4 4、PNPN 结势垒区的宽度与哪些因素有关？结势垒区的宽度与哪些因素有关？ 掺杂浓度和温度掺杂浓度和温度 5 5、写出、写出 PNPN 结反向饱和电流结反向饱和电流I I0 0的表达式，并对影响的表达式，并对影响I I0 0的各种因素进行讨论。的各种因素进行讨论。 I IO O=J=J0 0*A,*A,主要取决于半导体材的种类、掺杂浓度和温度。半导体材料的禁带宽度越主要取决于半导体材的种类、掺杂浓度和温度。半导体材料的禁带宽度越 大，则反向饱和电流越小，锗的大，则反向饱和电流越小，锗的 J0J0 最大，硅次之，砷化镓的最小最大，硅次之，砷化镓的最小; ;掺杂浓度越高，掺杂浓度越高，J0J0 越小；温度越高，越小；温度越高，J0J0 越大。越大。 6 6、PNPN 结的正向电流由正向扩散电流和势垒区复合电流组成。试分别说明这两种电流结的正向电流由正向扩散电流和势垒区复合电流组成。试分别说明这两种电流 随外加正向电压的增加而变随外加正向电压的增加而变化的规律。当正向电压较小时以什么电流为主？当正向电化的规律。当正向电压较小时以什么电流为主？当正向电 压较大时以什么电流为主？压较大时以什么电流为主？ 7 7、 什么是小注入条件？什么是大注入条件？写出小注入条件、 什么是小注入条件？什么是大注入条件？写出小注入条件和大注入条件下的结定律，和大注入条件下的结定律， 并讨论两种情况下中性区边界上载流子浓度随外加电压的变化规律。并讨论两种情况下中性区边界上载流子浓度随外加电压的变化规律。 所谓大注入，就是注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度所谓大注入，就是注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度 pn 接近或者超过原来接近或者超过原来 的平衡多数载流子浓度的平衡多数载流子浓度 0p p （掺杂浓度）时的一种情况。所谓小注入就是注入的（掺杂浓度）时的一种情况。所谓小注入就是注入的 非平衡少数载流子浓度非平衡少数载流子浓度 pn 远小于原来的平衡多数载流子浓度远小于原来的平衡多数载流子浓度 0p p （掺杂浓度）（掺杂浓度） 的状态。的状态。 8 8、在工程实际中，一般采用什么方法来计算、在工程实际中，一般采用什么方法来计算 PNPN 结的雪崩击穿电压？结的雪崩击穿电压？P36P36 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/11 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 9 9、简要叙述、简要叙述 PNPN 结势垒电容和扩散电容的形成机理及特点。结势垒电容和扩散电容的形成机理及特点。 势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒电容：势垒区是积累空间电荷的区域，当电压变化时，就会引起积累在势垒势垒 区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。区的空间电荷的变化，这样所表现出的电容是势垒电容。 扩散电容：为了形成扩散电容：为了形成 正向电流（扩散电流） ，注入正向电流（扩散电流） ，注入 P P 区的少子（电子）在区的少子（电子）在 P P 区有浓度差，越靠近区有浓度差，越靠近 PNPN 结结 浓度越大，即在浓度越大，即在 P P 区有电子的积累。同理，在区有电子的积累。同理，在 N N 区有空穴的积累。正向电流大，区有空穴的积累。正向电流大， 积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容积累的电荷多。这样所产生的电容就是扩散电容 CDCD。 1010、当把、当把 PNPN 结作为开关使用时，在直流特性和瞬态特性这两方面，结作为开关使用时，在直流特性和瞬态特性这两方面，PNPN 结与理想开关结与理想开关 相比有哪些差距？引起相比有哪些差距？引起 PNPN 结反向恢复过程的主要原因是什么？结反向恢复过程的主要原因是什么？ 直流特性： “开”直流特性： “开” 态时电压为态时电压为 0 0， “关”， “关” 态时电流为态时电流为 0 0 。 瞬态特性：打开的瞬间应立即出现稳态电流，瞬态特性：打开的瞬间应立即出现稳态电流，关断的瞬间电流应立即消失。关断的瞬间电流应立即消失。 反向恢复过程的原因， 是反向恢复过程的原因， 是 PN PN 结在正向导通期间存储在中性区中的非平衡少子电荷结在正向导通期间存储在中性区中的非平衡少子电荷 Q Q 。 1111、 画画 NPNNPN 晶体管在饱和状态、 截止状态、 放大状态和倒向放大状态时的少子分布图。晶体管在饱和状态、 截止状态、 放大状态和倒向放大状态时的少子分布图。 画出画出 NPNNPN 晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的能带图。晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的能带图。 1 1 放大状态放大状态 2 2 饱和状态饱和状态 3 3 截止状态截止状态 4 4 倒向放大状态倒向放大状态 1 3 2 4 1 1 放大状态放大状态 2 2 饱和状态饱和状态 3 3 截止状态截止状态 4 4 倒向放大状态倒向放大状态 1 3 2 4 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/12 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 1212、画出共基极放大区晶体管中各种电流的分布图，并说明当输入电流、画出共基极放大区晶体管中各种电流的分布图，并说明当输入电流I IE E经过晶体管经过晶体管 变成输出电流变成输出电流I IC C时，发生了哪两种亏损？时，发生了哪两种亏损？ 1313、倒向晶体管的电流放大系数为什、倒向晶体管的电流放大系数为什么小于正向晶体管的电流放大系数？么小于正向晶体管的电流放大系数？ （1 1）集电结的面积一般比发射结大，在正向管中，从发射结注入基区的少子几乎能够）集电结的面积一般比发射结大，在正向管中，从发射结注入基区的少子几乎能够 被集电结所收集，但在倒向管中，从集电结注入基区的少子只有一部分能被发射结被集电结所收集，但在倒向管中，从集电结注入基区的少子只有一部分能被发射结 所收集； （所收集； （2 2）集电区的掺杂浓度低于基区，使倒向管的注入效率降低； （）集电区的掺杂浓度低于基区，使倒向管的注入效率降低； （3 3）在缓变）在缓变 基区晶体管中，基区内建电场对倒向管的基区少子起减速作用。基区晶体管中，基区内建电场对倒向管的基区少子起减速作用。 1414、提高基区掺杂浓度会对晶体管的、提高基区掺杂浓度会对晶体管的各种各种特性，如特性，如 、 TE C、 EBO BV、 pt V、 A V、 bb r 等产生什么影响？ 等产生什么影响？ 1515、减薄基区宽度会对晶体管的上述、减薄基区宽度会对晶体管的上述各种各种特性产生什么影响？特性产生什么影响？ P+ Ine Ipr Inr Ipe Ipc N P 从从 I E 到 到 I C ，发生了两部分亏损：，发生了两部分亏损：I nE 与与 I nr 。 要减小要减小 I nE ，就应使 ，就应使 N E NB ； ； 要减小要减小 I nr ，就应使 ，就应使 W B Dp) 分界线分界线 VBC = 0 VCE = VBE VBC VBE 放大区放大区 VBC 0 VCE VBE 放大区放大区 T0 ff 微电子器件（第三版）陈星弼 电子科技大学中山学院/14 陈卉/题目 王嘉达/答案 答案为个人整理，如有错误请答案为个人整理，如有错误请 仔细仔细甄甄别别 ！ 厚德 博学 求是 创新 1919、写出组成双极晶体管信号延迟时间、写出组成双极晶体管信号延迟时间 ec 的的 4 4 个时间的表达式。其中的哪个时间与电个时间的表达式。其中的哪个时间与电 流流I IE E有关？这使有关？这使 T f随随I IE E的变化而发生怎样的变化？的变化而发生怎样的变化？ 2020、说明特征频率、说明特征频率 T f的测量方法。的测量方法。 实际测量实际测量 f fT T 时，不一定要测到使下降为时，不一定要测到使下降为 1 1 时的频率，而是在时的频率，而是在