2.画出正偏电压下空间电荷区边缘附近过剩少数载流子分布图，指出少子浓度是按何种关系分布的。

3. 假如硅P-N结，其掺杂浓度是NA=2X1016cm-3，ND=5X1015cm-3，当T=300K时，外加正偏电压Va=0.610V。计算空间电荷区边缘处的少子浓度pn?xn???np?xp??

4. 少子空穴扩散电流密度的表达式是？少子电子扩散电流密度的表达式是？ 5. 写出理想二极管电压－电流关系方程。

6．当二极管正偏时，在T=300K。分别计算电流变为原来的10倍、100倍时，正向电压的改变量是？（记住ln10=2.3，T=300K时的VT＝26mV）。 一． 理解MOS场效应晶体管的电流－电压方程： 当器件工作在线性区时（即VDS?VGS?Vtn时），NMOS器件漏极电流与电压的关系是：

??ID?1W2??nCox?2V?VV?V??GSTNDSDS??2L?1??VGS?VTN?0;VDS?VGS?VTN?

其中VTN是MOS器件的阈值电压；VDS是漏－源电压；VGS是栅－源电压，W是器件宽度；

?W；有时称MOS器件的宽长比；Cox?oxL是沟道长度（严格讲L是沟道反型层的长度）

toxL是单位面积氧化层电容。

当VDS??VGS?VTN时，器件工作在深线性区。此时NMOS器件漏极电流与电压的关系是：

ID?W?nCox?VGS?VTN?VDSL?2??VGS?VTN?0;VDS??VGS?VTN?

在工程上常利用方程（2）测量MOS器件的沟道载流子迁移率?n和阈值电压的大小。只要固定VDS不变，给器件施加两个不同的VGS测出所对应的漏极电流可得到方程组，即可求出

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所测器件的?n和VTN。 例如：

假设被测器件参数为：

W30?m?,Cox?6.9?10?8F/cm2。保持VDS?0.1V不变，当L4?mVGS1?1.5V时，ID1?35?A；VGS2?2.5V时，ID2?75?A。求?n和VTN

解法1：

W?nCox?VGS2?VGS1?VDSL30?75?35??10?6??n?6.9?10?8??2.5?1.5??0.1475?35??10?64?40?10?6?2 ?n???773cm/V?s???8306.9?10?8??2.5?1.5??0.13?6.9?10?4WID1ID1??nCox?VGS1?VTN?VDS???VGS1?VTN?WL?nCoxVDSLID135?10?6VTN?VGS1??1.5??1.5?0.875?0.625VW30?nCoxVDS?773?6.9?10?8?0.1L4ID2?ID1?ID2?VGS2?VTN???ID2?VGS1?VTN??ID1?VGS2?VTN??ID2VGS1?ID2VTNID1?VGS1?VTN??ID1VGS2?ID1VTNID2VGS1?ID1VGS2??ID2?ID1?VTN解法2：

VTN?ID2VGS1?ID1VGS275?1.5?35?2.5??0.625VID2?ID175?35ID1

?n??WCox?VGS1?VTN?VDSL35?10?6306.9?10?8??1.5?0.625?0.01?4?35?10230?6.9??1.5?0.625?0.14?773cm2/V?s

?82单位面积电容Cox?6.9?10F/cm时，该器件的栅氧化层厚度是多少：

解：

Cox??oxtox3.9?8.85?10?14F/cm?6?tox???5.0?10cm?82Cox6.9?10F/cm

?ox?5.0?10cm?50nm?500A

?8o 14

当器件工作在放大区时（或饱和区时，即VDS?VGS?VTN），NMOS器件漏极电流与电压的关系是：

ID?1W2?nCox?VGS?VTN?2L?3??VGS?VTN?0;VDS?VGS?VTN?

方程（3）在模拟电路设计中常会用到，用于放大器。 方程（1）（2）在数字电路设计中常会用到，用于开关或“0”、“1”信号的传输。

二．练习题 1.

求T?300K时，NMOS器件沟道处于耗尽状态时的最大耗尽区宽度xdT???m。假定P型

15?3?14衬底的掺杂浓度Na?1.5?10cm；硅的介电常数?si?11.7?8.85?10F/cm；电子

电量q?1.6?102.

?19C。（保留2位小数）

14?315?3原始P型硅均匀掺杂浓度为Na?10cm，又进行了均匀的N型补偿掺杂Nd?10cm。2在T?300K时电子迁移率是?n?1350cm/Vgs。若外加电场E?35V/cm，求漂移电

流密度。（保留两位小数） 3.

一个理想N沟MOS器件参数如下：?W/L??20;?n?450cm/Vgs;tox?350A;VTN?0.8V。

2o当器件偏置在饱和区时，计算：VGS加多电压才能保证漏极电流大于3mA。(提示：氧化物

?14的介电常数?ox?3.9?8.85?10F/cm，保留2位小数)

4.

2一个理想的NMOS器件，反型层表面电子迁移率?n?500cm/Vgs，阈值电压VTN?0.75V，

氧化层厚度tox?400A。当偏置在饱和区时，VGS?5V，漏极电流ID?10mA。求器件的宽长比

oW??（保留3位小数，?ox?3.9?8.85?10?14F/cm） L

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