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：B
A p＋区浓度 B n区的浓度 C P＋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：C
A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VDS D 使半导体表面产生强反型层（沟道）所需要的电压2φFP
6. 晶体管基区运输系数主要决定于：C
A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
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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?、?、CTE、BVEBO、VA、rbb?等产生什么影响？
??、??、CTE?、BVEBO?、VA?、rbb??
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
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6、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NA?1?1018cm?3,ND?1?1016cm?3，试求pp0、np0、nn0和pn0的值，并求当外加0.5V正向电压时的pn(xn)和np(?xp)的值。
ni2pp0?NA?1?10cm,np0??2.25?102cm?3,NA18?3nn0?ND?1?1016cm?3,当外加0.5V正向电压时，
pn0?n?2.25?104cm?3ND2i
?qV?12?3pn(xn)?pn0exp???5.06?10cm,?kT??qV?10?3np(?xp)?np0exp???5.06?10cm?kT?
2、某均匀基区晶体管的WB?1.5μm,LB?15μm,R口E?20?,R口B1?2000?，求该晶体管的?和?。
WB2R口E11??1?2??1???0.98502LBR口B1200100????65.71??3
3、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：
?2?I?V?V????Dsat12GS1T ??2?I?VGS2?VT?Dsat2???2将已知的VGS1、IDsat1和VGS2、IDsat2的值代入，得：VT = 2V，β = 6mAV-2。
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