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文檔簡介
半導(dǎo)體器件物理試卷(一)標(biāo)準(zhǔn)答案及評分細則一、填空(共32分,每空2分)1、PN結(jié)電容可分為擴散電容和過渡區(qū)電容兩種,它們之間的主要區(qū)別在于擴散電容產(chǎn)生于過渡區(qū)外的一個擴散長度范圍內(nèi),其機理為少子的充放電,而過渡區(qū)電容產(chǎn)生于空間電荷區(qū),其機理為多子的注入和耗盡。2、當(dāng)MOSFET器件尺寸縮小時會對其閾值電壓VT產(chǎn)生影響,具體地,對于短溝道器件對VT的影響為下降,對于窄溝道器件對VT的影響為上升。3、在NPN型BJT中其集電極電流IC受VBE電壓控制,其基極電流IB受VBE電壓控制。4、硅-絕緣體SOI器件可用標(biāo)準(zhǔn)的MOS工藝制備,該類器件顯著的優(yōu)點是寄生參數(shù)小,響應(yīng)速度快等。5、PN結(jié)擊穿的機制主要有雪崩擊穿、齊納擊穿、熱擊穿等等幾種,其中發(fā)生雪崩擊穿的條件為VB6Eg/q。6、當(dāng)MOSFET進入飽和區(qū)之后,漏電流發(fā)生不飽和現(xiàn)象,其中主要的原因有溝道長度調(diào)制效應(yīng),漏溝靜電反饋效應(yīng)和空間電荷限制效應(yīng)。二、簡述(共18分,每小題6分)1、Early電壓VA;答案:2、截止頻率fT;答案:截止頻率即電流增益下降到1時所對應(yīng)的頻率值。3、耗盡層寬度W。答案:P型材料和N型材料接觸后形成PN結(jié),由于存在濃度差,就會產(chǎn)生空間電荷區(qū),而空間電荷區(qū)的寬度就稱為耗盡層寬度W。三、分析(共20分,每小題10分)1、對于PNP型BJT工作在正向有源區(qū)時載流子的輸運情況;答案:對于PNP型晶體管,其發(fā)射區(qū)多數(shù)載流子空穴向集電區(qū)擴散,形成電流IEP,其中一部分空穴與基區(qū)的電子復(fù)合,形成基極電流的IB的主要部分,集電極接收大部分空穴形成電流ICP,它是IC的主要部分。2、熱平衡時突變PN結(jié)的能帶圖、電場分布,以及反向偏置后的能帶圖和相應(yīng)的I-V特性曲線。(每個圖2分)答案:熱平衡時突變PN結(jié)的能帶圖、電場分布如下所示,反向偏置后的能帶圖和相應(yīng)的I-V特性曲線如下所示。四、計算推導(dǎo)(共30分,每小題15分)1、MOSFET工作在非飽和區(qū)時的Sah方程推導(dǎo),并求解跨導(dǎo)gm和溝道電導(dǎo)gD,說明提高gm的具體措施;(每步2分,電導(dǎo)計算4分,措施3分)答案:DSnoxconstVGSDmVLWCVIgDS,)(DSTGSnoxconstVDSDDVVVLWCVIgGS提高gm的具體措施有:(1)增大載流子遷移率,選用體內(nèi)遷移率高的材料;(2)減小柵氧化層厚度,制作高質(zhì)量的盡可能薄的柵氧化層;(3)增大器件的寬長比;(4)減小器件的串聯(lián)電阻。2、在NPN雙極型晶體管正向有源區(qū)工作時,)exp(kTqVIIBESC,1)exp(kTqVIIBEFSB,試求該器件正向電流增益F,并說明提高F的幾種途徑。其中,)exp(2kTqVWDNnqAIBEBBBiEC,1)exp(2kTqVWDNnqAIBEEEEiEB。(計算推導(dǎo)9分,措施6分)答案:經(jīng)推導(dǎo)計算可得,BEEBBEBCFWWDDNNII,提高F的措施有:(1)增大發(fā)射區(qū)/基區(qū)濃度
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