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第五章习题
5-1 硅N沟道JFET具有图5-1a的结构以及以下参数：Na?1018cm?3，
Nd?1015cm
?3,a=2?m，L?20?m和Z?0.2cm.计算：
（1）自建电势?0； （2）夹断电压 Vp0和Vp； （3）电 导G0；
（4）在栅极和漏极为零偏压时实际的沟道电导。
5-2． 试推导N沟道JEFT的电流与电压关系。它的截止面为2a×2a，为P区所包围，器件长度为L。
5-3． 推导结型场效应四级管的电流-电压关系，在该四级管中，两个栅极是分开的。
两个栅上的外加电压为VG1和VG2。假设为单边突变结。
5-4． 计算并画出在25、150和-50℃时习题5-1中JFET的转移特性。采用第一章给出
?的电子迁移率数据。栅电压的增量采用0.5V (计算机计算题)。 5-5．（1）计算并绘出在25℃时习题5-1中JFET的小信号饱和跨导；
（2）若rs=50?时，重复（1）(计算机计算题)。
5.6下图为结型场效应晶体管的低频小信号等效电路图，其中RS为源极电阻。证明：由
于RS的存在，晶体管的跨导变成
g'm?
IDSgm ?vgs1?gmRs，式中gm?IDS为忽略RS时的跨导。 vgsIDS _ Rs D
pv'' IDS gmgs?_
gmvg'sS
5-7． (1) 估算习题5-1中JFET的截止频率。
(2) 若L?2?m，重复（1）； (3) 若采用N型GaAs，重复（1）。
5-8． 计算在VD?VP?5V和VG??1V时，习题5-1中JFET的漏极电阻rds。 5-9 一个N沟增强型GaAs MESFET在T=300K时，假设?b?0.89V。N沟道掺杂浓度
vg's
LNd?2?1015cm?3， VTH?0.25V。计算沟道厚度a。
5-10． 一N沟GaAs MESFET,其?b?0.9V,Nd?10cm,a?0.2?m,L?1?m,
17?3Z?10?m，（1）这是增强型器件还是耗尽型器件？（2）计算阈值电压或夹断电
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第六章习题
6-1．忽略表面态和功函数差的影响，绘出在偏压条件下N型衬底MOS结构中对应载子
积累,耗尽和强反型三种情况下的能带图和电荷分布示意图.。
6-2．推导出体电荷、表面电势以及表面电场的表达式，说明在强反型时他们如何依赖
于衬底的掺杂浓度Na。在10至10 cm范围内画出体电荷，表面电势及电场与Na的关系（计算机计算题）。
6-3．在受主浓度为10cm的P型硅衬底上的理想MOS电容具有0.1μm厚度的氧化
层，计算下列条件下的电容值：（1）（2） VG?20VVG??2V和f?1Hz；k0?4 。和f?1Hz；（3）VG??20V和f?1MHz。
6-4．采用叠加法证明当氧化层中电荷分布为?(x)时，相应的平带电压变化可用下式表
示：
16?31418?3?VFB??qC0?x00x?(x)dx x06-5．一MOS器件的x0?100nm，q?m?4.0eV，q?s?4.5eV，二氧化硅相对介电
常数k0?4，并且有q10cm的均匀正氧化层电荷，计算出它的平带电压。 6-6．在MOS结构的氧化层中存在着q1.5?10cm的正电荷，氧化层的厚度为150nm。计算出这种电荷在下列几种情况下引起的平带电压。 (1)正电荷在氧化层中均匀分布；
(2) 全部电荷都位于硅-氧化硅的界面上；
(3) 电荷成三角分布，峰值在x?0处，在x?x0处为零。
6-7．在Na?1015cm?3的P型Si<111>衬底上制成一铝栅MOS晶体管。栅氧化层厚度
为120nm，表面电荷密度为3?10cm。计算阈值电压。
6-8． 一MOS结构由Na?5?1015cm?3的N型衬底，100nm的氧化层以及铝接触构成，
测得阈值电压为2.5V，计算表面电荷密度。
11?216?212?2