《微电子器件》第三版习题答案
微电子器件_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
微电子器件_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.处于平衡态的PN结，其费米能级EF（）。
答案:处处相等2.由PN结能带图可见，电子从N区到P区，需要克服一个高度为（）的势垒。
答案:3.不考虑势垒区的产生-复合电流，Jdn和Jdp在PN结的势垒区（）。
答案:均为常数4.正向偏置增加了耗尽层内的载流子浓度且高于其热平衡值，这导致了该区域内载流子出现（）过程占优。
答案:复合5.对突变PN结，反向电压很大时，可以略去，这时势垒电容与（）成反比。
答案:6.在开关二极管中常采用掺金的方法来提高开关管的响应速度。
也可采用掺铂、电子辐照、中子辐照等方法，其目的是（）。
答案:引入复合中心降低少子寿命7.双极晶体管效应是通过改变（）。
答案:正偏PN结的偏压来控制其附近反偏结的电流8.在缓变基区晶体管中，由于基区中存在内建电场，基区渡越时间变为（）。
9.在测量ICBO时，双极型晶体管的发射结和集电结分别处于（）。
答案:反偏和反偏10.为了降低基极电阻，通常采用对非工作基区进行（）的掺杂。
答案:高浓度、深结深11.ICBO代表( ) 时的集电极电流，称为共基极反向截止电流。
答案:发射极开路、集电结反偏12.以下哪些措施可以增大MOSFET的饱和区漏极电流：（）。
减小栅氧化层厚度13.以下哪些措施可以降低MOSFET的亚阈区摆幅：（）。
答案:降低衬底掺杂浓度14.以下哪些措施可以防止MOSFET的沟道穿通：（）。
答案:增加衬底掺杂浓度15.当MOSFET的栅极电压较大时，随着温度的温度升高，漏极电流将（）。
答案:减小16.MOSFET的（）是输出特性曲线的斜率，（）是转移特性曲线的斜率。
漏源电导，跨导17.以下哪些措施可以缓解MOSFET阈电压的短沟道效应：（）。
答案:减小氧化层厚度18.PN结的空间电荷区的电荷有（）。
答案:施主离子受主离子19.PN结的内建电势Vbi与（）有关。
答案:温度材料种类掺杂浓度20.反向饱和电流的大小主要决定于半导体材料的（）。
模电第三版课后习题
第一章 习题与思考题◇ 习题 1-1欲使二极管具有良好的单向导电性，管子的正向电阻和反向电阻分别为大一些好，还是小一些好？解：二极管的正向电阻愈小愈好，反向电阻愈大愈好。
理想二极管的正向电阻等于零，反向电阻等于无穷大。
本题的意图是掌握二极管的单向导电性。
◇ 习题 1-2假设一个二极管在500C 时的反向电流为10μA ，试问它在200C 和800C 时的反向电流大约分别为多大？已知温度每升高100C,反向电流大致增加一倍。
解：在20O C 时反向电流约为A A μμ25.11023=⨯-在80O C 时反向电流约为A A μμ801023=⨯ 本题的意图是通过估算，理解二极管的反向电流将随温度的升高而急剧增大。
◇ 习题 1-3某二极管的伏安特性如图P1-3(a)所示：① 如在二极管两端通过1k Ω的电阻加上1.5V 的电压，见图P1-3(b)，此时二极管的电流I 和电压U 各为多少？② 如将图P1-3(b)中的1.5V 电压改为3V ，则二极管的电流和电压各为多少？提示：可用图解法。
解：① 电源电压为1.5V 时，I=0.8mA, U=0.7V ；② 电源电压为2.2V 时, I=2.2mA ，U=0.8V 。
图解结果见下图：经过观察可进一步得出结论：当二极管工作在正向特性区时，如电源电压增大，二极管的电流随之增大，但管子两端的电压变化不大。
本题的主要意图是加深对二极管伏安特性的理解，并练习用图解法估算二极管的电流和电压。
◇题1-4已知在图P1-4中，u1=10sinωt(V)，R L＝1kΩ，试对应地画出二极管的电流i D、电压u0的波形，并在波形图上标出幅值，设二极管的正向压降和反向电流可以忽略。
解：波形见图。
本题的意图是通过画波形图，理解二极管的单向导电性。
◇习题1-5欲使稳压管具有良好稳压特性，它的工作电流I Z、动态内阻r Z以及温度系数a u等各项参数，大一些好还是小一些好？解：动态内阻r Z愈小，则当稳压管的电流变化时稳压管的电压变化量愈小，即稳压性能愈好。
微电子器件基础第五章习题解答
p
ni
exp
Ei EFp k0T
Ei
EFp
k0T
ln
p ni
小注入下，空穴准费米能级，
Ei
E
p F
0.026ln
p0 p ni
0.026ln
2.25 105 1014 1.5 1010
0.026ln 6.67 103 0.23eV
8. 解：从题意知，P型半导体，小注入下，复合中心的电子产生率等于空穴捕获率，
第五章 非平衡载流子
1.
N Ge p 1104 s, p 1013cm3
解：
U
p
p
1013 1104
1017
cm3s1
2. 空穴在半导体内均匀产生，其产生率 g p
解： 由空穴连续性方程，
p t
Dp
2 p x2
p
E
p x
E
p p x
p p g p
3. N Si
p 1106 s
g p 1022 cm3s1 0 10cm
解： 半导体内光生非平衡空穴浓度，
p p g p 106 1022 1016 cm3s1
光照下，半导体的电导率，
0
1 pq
rn rp Nt rp rn
1 Nt rp
1 Nt rn
p
n
10. Nt 1016 cm3
解：根据PP158给出数据，
在N型硅中，金的受主能级起作用，金负离子对空穴的俘获系数，
微电子器件课后答案(第三版)
Hale Waihona Puke 得：VBE 0.55V WB2 1 WB 已知： 1 1 , 将 n 106 s 及 WB 、DB 2 LB 2 DB n
q
s
N D xn , 由此得：xn
q
s
N A xp , 由此得：xp
s Emax
qN A
(2) 对于无 I 型区的 PN 结： q xi1 0, xi2 0, E1 N D ( x xn ), s
在 x 0 处，电场达到最大， Emax q
E3 N D xn
0
AE q 2 DE ni2 1 QEO
1
再根据注入效率的定义，可得：
J pE QBO DE J nE J nE 1 1 J E J nE J pE J nE QBE DB
9、
I C AE J nC AE J nE
1 2
39、
qV I F I 0 exp kT dI F qI F gD dV kT kT 当 T 300K 时, 0.026 V, 对于 I F 10 mA 0.01 A， q 10 1 gD 0.385s, rD 2.6 26 gD kT 373 在 100C 时， 0.026 0.0323V, q 300 10 1 gD 0.309s, rD 3.23 32.3 gD
微电子器件_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
微电子器件_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.线性缓变结的耗尽层宽度正比于【图片】。
参考答案:正确2.反向偏置饱和电流可看成是由中性区内少数载流子的产生而导致的。
参考答案:正确3.减薄p+n突变结的轻掺杂区厚度，不但能减少存储电荷，还能降低反向抽取电流。
参考答案:错误4.在异质结双极型晶体管中，通常用（）。
参考答案:宽禁带材料制作发射区，用窄禁带材料制作基区5.( )的集电结反向电压VCB称为共基极集电结雪崩击穿电压，记为BVCBO。
参考答案:发射极开路时，使6.【图片】对高频小信号注入效率的影响的物理意义是，【图片】的存在意味着【图片】必须先付出对势垒区充放电的多子电流【图片】后，才能建立起一定的【图片】。
这一过程需要的时间是（）。
参考答案:发射结势垒电容充放电时间常数7.某长方形扩散区的方块电阻为200Ω，长度和宽度分别为100μm和20μm，则其长度方向的电阻为（）。
参考答案:1KW8.要提高均匀基区晶体管的电流放大系数的方法（）。
参考答案:减小基区掺杂浓度_减小基区宽度9.防止基区穿通的措施是提高（）。
参考答案:增大基区宽度_增大基区掺杂浓度10.从发射结注入基区的少子，由于渡越基区需要时间tb ，将对输运过程产生三方面的影响( )。
参考答案:时间延迟使相位滞后_渡越时间的分散使减小_复合损失使小于111.晶体管的共发射极输出特性是指以输入端电流【图片】作参量，输出端电流【图片】与输出端电压【图片】之间的关系。
参考答案:正确12.电流放大系数与频率成反比，频率每提高一倍，电流放大系数下降一半，功率增益降为四分之一。
参考答案:正确13.特征频率【图片】代表的是共发射极接法的晶体管有电流放大能力的频率极限，而最高振荡频率【图片】则代表晶体管有功率放大能力的频率极限。
参考答案:正确14.模拟电路中的晶体管主要工作在（）区。
参考答案:放大15.共发射极电路中，基极电流IB是输入电流，集电极电流IC是输出电流。
模电课后答案 第三版
UO＝UCE＝2V。
2、临界饱和时UCES＝UBE＝0.7V，所以
七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。
1.1（1）A C（2）A（3）C（4）A
1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
1.3ui和uo的波形如图所示。
1.4ui和uo的波形如图所示。
1.20根据方程
逐点求出确定的uGS下的iD，可近似画出转移特性和输出特性。在输出特性中，将各条曲线上uGD＝UGS（off）的点连接起来，便为予夹断线。
1.21
1.22过uDS为某一确定值（如15V）作垂线，读出它与各条输出特性的交点的iD值；建立iD＝f（uGS）坐标系，根据前面所得坐标值描点连线，便可得转移特性。
（c）同时出现饱和失真和截止失真，增大VCC。
2.9（a）截止失真（b）饱和失真（c）同时出现饱和失真和截止失真
2.10（1）
（2）
2.11空载时，
2.12②①②①③
③②①③①
③③①③③
2.13（1）静态及动态分析：
(2)Ri增大，Ri≈4.1kΩ； 减小， ≈－1.92。
2.14
2.15Q点：
动态：
（d）×（e）×（f）PNP型管，上-发射极，中-基极，下-集电极。
（g）NPN型管，上-集电极，中-基极，下-发射极。
一、（1）×（2）√√（3）√×（4）×（5）√
二、（1）A A（2）D A（3）B A（4）D B（5）C B
三、（1）B D（2）C（3）A（4）A C（5）B（6）C
四、（1）IC3＝（UZ－UBEQ3）/Re3＝0.3mAIE1＝IE2＝0.15mA
微电子器件期末复习题含答案
（复合损失使小于 1β0*
小于 1）、
（时间延迟使相位滞后）和（渡越时间的分散使|βω*|减小）
。
53、基区渡越时间 b 是指（从发射结渡越到集电结所需要的平均时间）
。当基区宽度加
倍时，基区渡越时间增大到原来的（2）倍。
54、晶体管的共基极电流放大系数 随频率的（增加）而下降。当晶体管的 下
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/——4
陈卉/题目 王嘉达/答案
答案为个人整理，如有错误请 仔细甄别 ！ 厚德 博学 求是 创新
34、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）
，反
而会使其（下降）
。造成发射区重掺杂效应的原因是（发射区禁带变窄）和（俄歇
（提高）基区掺
杂浓度。[P90]
47、比较各击穿电压的大小时可知，BVCBO（大于）BVCEO ，BVCBO（远大于）BVEBO。
48、要降低基极电阻 rbb ，应当（提高）基区掺杂浓度，
（提高）基区宽度。
49、无源基区重掺杂的目的是（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/——5
降到（
0
）时的频率，称为 的截止频率，记为（
2
f
）。
55、晶体管的共发射极电流放大系数 随频率的（增加）而下降。当晶体管的 下
降到
1
0 时的频率，称为 的（截止频率），记为（ f ）。
2
56、当 f f 时，频率每加倍，晶体管的 降到原来的（½）
微电子器件物理答案
微电子器件物理阶段测试题学号姓名得分1．硅pn结，分别画出并说明正偏0.5V、反偏1.5V时的能带图。
(10%)对比平衡态能带图，得到的正偏和反偏p结能带图如下图所示。
图中，扩散区长度未按比例画出。
正偏pn 结能带图说明1：在–x p 处，空穴浓度等于p 区空穴浓度，空穴准费米能级等于p 区平衡态费米能级。
在耗尽区，空穴浓度下降，但本征费米能级下降，根据载流子浓度计算公式，可认为空穴浓度的下降是由本征费米能级的下降引起的，而空穴准费米能级在耗尽区近似为常数。
空穴注入n 区中性区后，将与电子复合，经过几个扩散长度后，复合殆尽，最终与n 区平衡态费米能级重合。
因此空穴准费米能级在n 区扩散区内逐渐升高，并最终与E Fn 合一。
同理可说明电子准费米能级的变化趋势。
正偏pn 结能带图说明2：正偏pn 结耗尽区电流为常数，而正偏pn 结耗尽区载流子浓度较高，而pn 结电流n n Fn p p Fp J n E p E μμ=∇=∇及J ，因而耗尽区内载流子准费米能级梯度近似为常数。
耗尽区外准费米能级的变化趋势与前述相同。
正偏pn 结能带图说明3：从–x p 开始，空穴准费米能级将随着空穴浓度的降低而逐步抬升，并最终在n 区扩散区几个扩散长度之后，非平衡空穴浓度降为零，空穴准费米能级与n 区费米能级合二为一。
而空穴扩散长度比耗尽区宽度长得多，因而可近似认为耗尽区空穴准费米能级为常数。
同理，从x n 开始向左，电子准费米能级将随着电子浓度的降低而逐步降低，并最终在p 区扩散区几个扩散长度之后，非平衡电子浓度降为零，电子准费米能级与p 区费米能级合二为一。
而电子扩散长度比耗尽区宽度长得多，因而可近似认为耗尽区电子准费米能级为常数。
反偏pn 结能带图可作类似的三种说明。
2．简述pn 结耗尽层电容和扩散电容的概念。
怎样计算这两种电容？(10%)pn 结耗尽层电容：pn 结耗尽层厚度随外加电压的变化而变化，从而耗尽层电荷总量也随外加电压的变化而变化，这种效应类似于电容器的充放电。
微电子器件 简答题 答案更正
微电子器件
期末考试复习题答案更正及补充
（简答题部分）
主？
答：当 V 比较小时，以 J r 为主； 当 V 比较大时，以 J d 为主。
E G 越大，则过渡电压值就越高。
补：7 、 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，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。
大注入，就是注入到半导体中的非平衡少数载流子浓度接近或者超过原来的平衡多数载流子浓度时的一种情况。
改：14、提高基区掺杂浓度会对晶体管的各种特性，如 γ、α、β、
TE C 、EBO BV 、pt V 、A V 、bb r '等
产生什么影响？
改：16、①双极晶体管的理想的共发射极输出特性曲线图，并在图中标出饱和区与放大区的分界线，
②厄尔利效应③击穿现象的共发射极输出特性曲线图。
【重点题】
某突变结的雪崩击穿临界电场为 E C = 4.4 ×105 V/cm ，雪崩击穿电压为 220V ，试求发生击穿时
的耗尽区宽度 x dB 。
解：当 N A >> N D 时， J dn << J dp
降低
虚线代表 V BC = 0 ，或 V CE = V BE ，即放大区与饱和区的分界线。
在虚线右侧，V BC < 0 ，或 V CE >V BE ，为放大区；
在虚线左侧，V BC > 0 ，或 V CE < V BE ，为饱和区。
B dB
C 3B dB 5C 12
2222010cm 10μm 4.410V x E V x E -=⨯====⨯。
第三版习题解答-01
自测题
一、判 断下列说 法是否正 确，用“√ ”和“ ×”表示判断 结果填入 空内。 （1）在 N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为 P 型 半 导 体 。（ ）
m （ 2） 因 为 N 型 半 导 体 的 多 子 是 自 由 电 子 ， 所 以 它 带 负 电 。（ ） o （ 3） PN 结 在 无 光 照 、 无 外 加 电 压 时 ， 结 电 流 为 零 。（ ）
第一章题解－9
课 后 答 案 网
1.1 3 有 两 只 晶 体 管 ，一 只 的 β ＝ 200，ICEO＝ 2 00μ A；另 一 只 的 β ＝ 1 00， ICEO＝ 10μ A， 其 它 参 数 大 致 相 同 。 你 认 为 应 选 用 哪 只 管 子 ？ 为 什 么 ？
图 P1.11
om 解 ： 波形如解图 P1.11 所示 w.khdaw.c 解图 P1.11
w1.12 在 温 度 20℃ 时 某 晶 体 管 的 ICBO＝ 2μ A， 试 问 温 度 是 60℃ 时 ICBO w≈？
解 ： 6 0 ℃ 时 I C B O ≈ IC5BO（T＝20°C）＝ 3 2 μ A 。
图 T1.4 所 示 电 路 中 UO1 和 UO2 各 为 多 少 伏 。
.khdaw 图 T1.4 www解 ： UO1 ＝ 6 V， UO2 ＝ 5 V。
第一章题解－2
五、某晶体管的输出特性曲线如图 T1.5 所示，其集电极最大耗散功率 PCM＝ 200mW， 试 画 出 它 的 过 损 耗 区 。
wIC 从 1mA 变 为 2mA， 那 么 它 的 β 约 为
。
A. 83
B. 91
C. 100
微电子器件 (附答案) (第三版)
kT ln ND= NA
q
ni2
=q 1.6 ×10−19 C,= εS 1.045×10−12 F cm ,
代入 | Emax |中，得：| Em= ax | 1.52 ×104 V cm
shanren
0.757 V,
8、(1)
N
I
P
−xi1 − xn −xi1 0 xi2
xi2 + xp
在 N型区，= dE1 dx
shanren
6、
ND2
ND1
由平衡时多子电流为零
Jn
=
qDn
dn dx
+
qµn nE
=
0
得： E =− Dn ⋅ 1 ⋅ dn =− kT ⋅ 1 ⋅ dn =− kT ⋅ d ln n
µn n dx
q n dx
q dx
∫ Vbi
= − ND1 Edx ND2
= kT ln n | q
ND1 ND2
− Emax
+
E
(
x)
= q N
εs
D
x
当 x = xn 时，E(x) = 0，因此
Emax
=
−q
εs
ND xn ，于是得：
E ( x=)
q
εs)
ND
(0 ≤ x ≤ xn )
shanren
（2-5a）
3、
(1)
Vbi
= kT ln N q
A ND ni2
= 0.026× ln
5 ×1032 2.25 ×1020
2
=
3.40×10−5 cm
shanren
4、
模电三版课后习题答案
模电三版课后习题答案模电三版课后习题答案模拟电子技术是电子工程中的重要学科，它涉及到电子电路的设计、分析和应用。
模电三版是一本经典的教材，其中的习题是学生巩固知识的重要途径。
然而，习题的答案并不是每个学生都能轻松找到的，因此，本文将为大家提供模电三版课后习题的答案，以帮助大家更好地学习和理解模拟电子技术。
第一章：放大电路基本概念1. 放大电路的作用是什么？答案：放大电路的作用是将输入信号放大到所需的幅度，以实现信号的增强和处理。
2. 放大电路的分类有哪些？答案：放大电路可以分为电压放大电路、电流放大电路和功率放大电路三种类型。
3. 什么是共射放大电路？答案：共射放大电路是一种常见的三极管放大电路，输入信号与输出信号都是通过集电极进行耦合。
第二章：放大电路的频率特性1. 什么是截止频率？答案：截止频率是指放大电路在频率较高时，输出信号的幅度开始下降，达到截止频率时幅度下降到原来的1/√2。
2. 如何计算截止频率？答案：截止频率可以通过放大电路的频率响应曲线来确定，当幅度下降到原来的1/√2时，对应的频率即为截止频率。
3. 什么是增益带宽积？答案：增益带宽积是指放大电路的增益乘以其截止频率的乘积，用来衡量放大电路的频率特性。
第三章：放大电路的稳定性1. 什么是稳定性？答案：稳定性是指放大电路在工作过程中，输出信号不会因为温度、电源电压等因素的变化而产生明显的变化。
2. 如何提高放大电路的稳定性？答案：可以通过负反馈、补偿电路等方法来提高放大电路的稳定性。
3. 为什么会出现放大电路的自激振荡？答案：放大电路的自激振荡是由于正反馈引起的，当放大电路的增益大于1时，就容易出现自激振荡现象。
第四章：放大电路的非线性失真1. 什么是非线性失真？答案：非线性失真是指放大电路输出信号的波形不再是输入信号的简单放大，而是出现了形状变化或者畸变。
2. 如何衡量非线性失真？答案：常用的衡量非线性失真的指标有谐波失真、交调失真等。
《微电子器件》题集
《微电子器件》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种材料常用于制造微电子器件中的晶体管？A. 硅（Si）B. 铜（Cu）C. 铝（Al）D. 铁（Fe）2.在CMOS逻辑电路中，哪种类型的逻辑门在输入为高电平时导通？A. NAND门B. NOR门C. AND门D. OR门3.以下哪个参数描述的是二极管的电流放大能力？A. 击穿电压B. 反向电流C. 电流放大系数D. 截止频率4.在集成电路制造中，哪种工艺步骤用于定义晶体管和其他元件的几何形状？A. 氧化B. 扩散C. 光刻D. 金属化5.MOSFET器件中，栅极电压对沟道电流的控制是通过什么机制实现的？A. 欧姆定律B. 量子隧穿效应C. 电场效应D. 热电子发射6.下列哪项技术用于减小集成电路中的寄生电容和电阻？A. SOI技术B. BICMOS技术C. CMOS技术D. TTL技术7.在半导体存储器中，DRAM与SRAM相比，主要缺点是什么？A. 成本高B. 速度慢C. 需要定期刷新D. 功耗高8.下列哪种类型的二极管常用于微波电子器件中？A. 肖特基二极管B. 光电二极管C. 变容二极管D. 整流二极管9.集成电路的特征尺寸越小，通常意味着什么？A. 集成度越低B. 性能越差C. 功耗越高D. 制造成本越高10.在半导体工艺中，哪种掺杂技术用于形成P-N结？A. 离子注入B. 扩散C. 外延生长D. 氧化二、填空题（每空2分，共20分）1.在CMOS逻辑电路中，当输入信号为低电平时，PMOS晶体管处于______状态，而NMOS晶体管处于______状态。
2.二极管的正向电压超过一定值时，电流会急剧增加，这个电压值称为二极管的______电压。
3.在集成电路制造中，______步骤用于形成晶体管的栅极、源极和漏极。
4.MOSFET器件的沟道长度减小会导致______效应增强，从而影响器件的性能。
5.DRAM存储单元由一个晶体管和一个______组成。
微电子器件基础知识单选题100道及答案解析
微电子器件基础知识单选题100道及答案解析1. 微电子器件的核心是（）A. 晶体管B. 电容器C. 电阻器D. 电感器答案：A解析：晶体管是微电子器件的核心。
2. 以下哪种材料常用于半导体制造？（）A. 铜B. 硅C. 铝D. 银答案：B解析：硅是常用于半导体制造的材料。
3. 半导体中的载流子主要包括（）A. 电子和质子B. 电子和空穴C. 正离子和负离子D. 中子和电子答案：B解析：半导体中的载流子主要是电子和空穴。
4. PN 结的主要特性是（）A. 单向导电性B. 双向导电性C. 电阻不变性D. 电容不变性答案：A解析：PN 结的主要特性是单向导电性。
5. 场效应管是（）控制型器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：B解析：场效应管是电压控制型器件。
6. 双极型晶体管是（）控制型器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：A解析：双极型晶体管是电流控制型器件。
7. 集成电路的集成度主要取决于（）A. 芯片面积B. 晶体管数量C. 制造工艺D. 封装技术答案：B解析：集成电路的集成度主要取决于晶体管数量。
8. 以下哪种工艺常用于芯片制造？（）A. 蚀刻B. 锻造C. 铸造D. 车削答案：A解析：蚀刻工艺常用于芯片制造。
9. 微电子器件的性能参数不包括（）A. 电流放大倍数B. 输入电阻C. 输出电阻D. 重量答案：D解析：重量不是微电子器件的性能参数。
10. 增强型MOS 管的阈值电压（）A. 大于0B. 小于0C. 等于0D. 不确定答案：A解析：增强型MOS 管的阈值电压大于0 。
11. 耗尽型MOS 管的阈值电压（）A. 大于0B. 小于0C. 等于0D. 不确定答案：B解析：耗尽型MOS 管的阈值电压小于0 。
12. 半导体中的施主杂质提供（）A. 电子B. 空穴C. 质子D. 中子答案：A解析：半导体中的施主杂质提供电子。
13. 半导体中的受主杂质提供（）A. 电子B. 空穴C. 质子D. 中子答案：B解析：半导体中的受主杂质提供空穴。
《微电子器件》大学题集
《微电子器件》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.微电子技术的核心是基于哪种材料的半导体器件？（）A. 硅（Si）B. 锗（Ge）C. 砷化镓（GaAs）D. 氮化硅（Si₃N₃）2.在CMOS集成电路中，NMOS和PMOS晶体管的主要作用是？（）A. 分别实现逻辑“1”和逻辑“0”的输出B. 作为开关控制电流的通断C. 用于构成存储单元D. 提供稳定的电压基准3.下列哪项不是PN结二极管的主要特性？（）A. 单向导电性B. 击穿电压高C. 温度稳定性好D. 具有放大功能4.在MOSFET中，栅极电压对沟道电流的控制是通过什么机制实现的？（）A. 改变沟道宽度B. 改变耗尽层宽度C. 改变载流子浓度D. 改变源漏间电阻5.双极型晶体管（BJT）在放大区工作时，集电极电流与基极电流的比值称为？（）A. 放大倍数B. 电流增益C. 电压增益D. 功耗比6.下列哪种材料常用于制作微电子器件中的绝缘层？（）A. 二氧化硅（SiO₃）B. 氧化铝（Al₃O₃）C. 氮化硼（BN）D. 碳化硅（SiC）7.在集成电路制造过程中，光刻技术的关键步骤是？（）A. 涂胶B. 曝光C. 显影D. 以上都是8.下列哪项技术用于提高集成电路的集成度？（）A. 减小特征尺寸B. 增加芯片面积C. 使用更厚的衬底D. 降低工作温度9.微电子器件中的金属-氧化物-半导体 （MOS）结构，其氧化物层的主要作用是？（）A. 提供导电通道B. 隔绝栅极与沟道C. 存储电荷D. 增强电场效应10.在CMOS逻辑电路中，静态功耗主要由什么因素决定？（）A. 漏电流B. 开关频率C. 逻辑门数量D. 电源电压与漏电流的共同作用二、填空题（每题2分，共20分）1.微电子器件的基本单元是_______，它通过控制_______来实现对电流的调控。
2.在PN结正向偏置时，_______区的多数载流子向_______区扩散，形成正向电流。
3.MOSFET的阈值电压是指使沟道开始形成_______的最小栅极电压。
哈工大微电子器件作业参考答案
1
( 1 1 ) 298 318
318 3 1.3810 23 ( ) e 298 1.215 e1.921 1 7.294
0.7851.61019
1
故，温度为 45℃时该锗结漏电流为 82.94A
10、Ge: R
V 5V 5.495k I R 2 910A V 5V 165.75M I G 2 30.166nA
1
1
1 1 2.716 10 6 Hz 3 12 LCT 2 10 67.8 10
5
1 1 3.632 10 6 Hz 3 12 LCT 2 10 37.9 10
第二章
2.解：① I ES I CS Aq ② D pb pb
' □b
b 4.5( cm) 1 ，
R□b 1
b ( x jc x je )
1 3.7 103 /□ 4 4.5 (1.5 0.9) 10
1 1 0.99865 R□e 5 1 1 3.7 10 3 R□b
11.解：对于线性基区
1
9 2
2 1015 1018 ln 4.605 1019 cm 4 2N0 N S 3 10 4 1015 ln 按线性缓变结近似： a xj N 0 2 1015 1018 ln 15 1.38155 1019 cm 4 4 10 10 10
1 1
VD
1019 1015 kT N A N D 0 . 026 ln 0.819(V ) ln = q ni2 (1.45 1010 ) 2
1
1.6 10 19 11.8 8.85 10 14 1015 2 ] 67.8 pF VR=1V 时， CT 0.01[ 2(0.819 1) 1.6 10 19 11.8 8.85 10 14 1015 2 ] 37.9 pF VR=5V 时， CT 0.01[ 2(0.819 5)
微电子器件__刘刚前三章课后答案剖析
课后习题答案1.1 为什么经典物理无法准确描述电子的状态？在量子力学中又是用什么方法来描述的？解：在经典物理中，粒子和波是被区分的。
然而，电子和光子是微观粒子，具有波粒二象性。
因此，经典物理无法准确描述电子的状态。
在量子力学中，粒子具有波粒二象性，其能量和动量是通过这样一个常数来与物质波的频率ω和波矢k 建立联系的，即k n ch p h E ====υωυ 上述等式的左边描述的是粒子的能量和动量，右边描述的则是粒子波动性的频率ω和波矢k 。
1.2 量子力学中用什么来描述波函数的时空变化规律？解：波函数ψ是空间和时间的复函数。
与经典物理不同的是，它描述的不是实在的物理量的波动，而是粒子在空间的概率分布，是一种几率波。
如果用()t r ,ψ表示粒子的德布洛意波的振幅，以()()()t r t r t r ,,,2ψψψ*=表示波的强度，那么，t 时刻在r 附近的小体积元z y x ∆∆∆中检测到粒子的概率正比于()z y x t r ∆∆∆2,ψ。
1.3 试从能带的角度说明导体、半导体和绝缘体在导电性能上的差异。
解：如图1.3所示，从能带的观点来看，半导体和绝缘体都存在着禁带，绝缘体因其禁带宽度较大(6~7eV)，室温下本征激发的载流子近乎为零，所以绝缘体室温下不能导电。
半导体禁带宽度较小，只有1~2eV ，室温下已经有一定数量的电子从价带激发到导带。
所以半导体在室温下就有一定的导电能力。
而导体没有禁带，导带与价带重迭在一起，或者存在半满带，因此室温下导体就具有良好的导电能力。
1.4 为什么说本征载流子浓度与温度有关？解：本征半导体中所有载流子都来源于价带电子的本征激发。
由此产生的载流子称为本征载流子。
本征激发过程中电子和空穴是同时出现的，数量相等，i n p n ==00。
对于某一确定的半导体材料，其本征载流子浓度为kT E V C i g e N N p n n ==002式中，N C ，N V 以及Eg 都是随着温度变化的，所以，本征载流子浓度也是随着温度变化的。
微电子器件原理习题讲解2
τb基区输 运时间 τeBE结 充电时间
τd集电结 耗尽区渡 越时间 τC集电 结充电 时间
很多同学分母为2Vs（参
考半导体物理与器件P29910.95式）
影响晶体管频率的主要 是基区输运时间
13.3一个P沟道的硅JFET在300K时有如下掺杂 浓度Nd=5×1018cm-3，Na=3×1016cm-3 。沟道 厚度为a=0.5um。 （a）估算内建夹断电压Vp0和夹断电压Vp。 （b）计算VGS=1V，VDS等于以下值时最小未耗 尽沟道厚度a-h：（i）VDS=0,（ii）VDS=2.5V，（iii）VDS=-5V
1、考虑一个理想的n沟MOSFET，参数为 L=1.25μ m，μ n=650cm2/vs，Cox=6.9×108F/cm2，Vt=0.05v，设计一沟道宽度使之满 足Vgs=5v时，Id（sat）=4mA。
2、考虑一个n沟MOSFET，W=15μ m，L=2μ m， Cox=6.9×10-8F/cm2，假设非饱和区漏电流 在Vds=0.10v固定不变时，Vgs=1.5v时， Id=35μ A；Vgs=2.5v时，Id=75μ A（1）确 定反型层载流子的迁移率（2）求阈值电压
②、垂直功率MOSFET——VVMOS 优点：占面积小，克服了LDMOS利用率低 的缺点；电流垂直流向，减少了表面态带 来的影响；可以使用外延生长。缺点：刻 蚀易沾污；由于尖端电场大，容易击穿； 不利于集成；沟道电阻大，刻蚀工艺难度 大，难以控制。
③、垂直漏U-MOSFET——UVMOS 优点：克服了V-MOS的尖端易击穿的缺点；电流在 体内流动容易控制；电流容量大，可以使用外延 生长。缺点：占面积大，不利于集成；沟道电阻 大。
1、Two discrete MOSFET are interconnected in the manner shown here to create an inverting amplifier.The two devices are identical in every respect in the lateral dimension W and L. a.Draw an out-plane diagram and apply the principles of loadline-diagram construction to it so that the interaction of the device can be visualized. b.Demonstrate that the given circuit constitutes a linear amplifier by deriving an equation for ites small-signal voltage gain,Av=dVout/dVin. c.Explain graphically the linearity of this amplifier circuit by means of the loading diagram constructed above.
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0，由此得：E1
q
s
ND (x
xi1
xn )
在 I 型区， dE2 0, dx
E2 常数 Emax
在 P型区，
dE3 dx
q
s
NA
,
E3
q
s
NA x
C3
边界条件：在
x
xi2
xp
处，E3
0，由此得：E3
q
s
NA (x
xi2
xp )
N
I
P
xi1 xn xi1 0 xi2
xi2 xp
E2 Emax E
将
N
(x)
N0
exp(
x
)
代入，得：E
kT
q
再将 kT 0.026 V, 0.4 μm 代入，得：E 650 V cm
q
1
突变结的最大电场强度表达式为：|
Emax
|
2qN0Vbi
s
2
式中：N0
NDNA ND NA
ND
1015 cm3,
Vbi
kT q
ln
NDNA ni2
0.757 V,
Vbi
1 2
Emax xn
Emax xi
1 2
Emax xp
kT q
ln
NDNA ni2
Emax
xn
2Vbi 2xi
xp
式中，xi xi1 xi2
将
xn
s Emax
qND
,
xp
s Emax
qNA
代入，解出 Emax ，得：
1
Emax
qN0 xi
s
1
2 sVbi
qN0 xi2
2
1
1
对于PN结，可令
xi
0，得：Emax
2qN0Vbi
s
2
当 xi 增大时，Emax 减小, 当 xi 时，Emax 0
20、
已知： 由于
因此
p qp NA p NA 1 n qn ND n ND
J dp
qDp ni2 Lp ND
exp
qV kT
1
J dn
qDn ni2 Ln NA
exp
qVBE kT
1
AEq2 DEni2 QEO
exp
qVBE kT
1
再根据注入效率的定义，可得：
J nE JE
J nE JnE JpE
1
J pE J nE
1
1
QBO QBE
DE DB
1
9、
IC
AE J nC
AE J nE
AE
qDBni2 WB NB
exp
qVBE kT
式中，
1
1 2
WB LB
2
1
WB2
2DB B
0.9986
将 AE 104 μm2 ， 0.9986, q 1.6 1019 C,
DB 18cm2 s1, ni 1.51010 cm3, WB 0.7 104 cm，
NB 1017 cm3,
VBE 0.7 V,
kT 0.026 V 之值代入， q
)
1
VA
| VCB 0
WB
2qN
B
(
NC
s NC
NB )Vbi
2
22、
Vbi
kT q
ln
NBNC ni2
0.026 ln
11033 2.25 1020
0.757
V
1
VA
|VCB 0 WB
2qN
B
(
NC
s NC
NB
)Vbi
2
126 V
27、 实质上是 ICS 。
39、 为提高穿通电压 Vpt ，应当增大 WB 和 NB ，但这恰好与提 高 β 相矛盾。解决方法： 使 NB >> NC ，这样集电结耗尽区主要向集电区延伸，可使 基区不易穿通。
DE 2cm2s1, DB 18cm2s1, 代入 中，得： 0.9972
(2) 1 WB2 0.9999 2DB B
(3) 0.9971， 344 1
(4) 当由基区输运造成的亏损非常小时，可假设 1，这时
可用 ' QEODB 来代替 。
QBO DE
' QEODB 360, 误差为： | e | | ' | 4.7%
E1
E3
xi1 xn xi1 0 xi2
x
xi2 xp
在
x
xi1 处，E1
Emax
q
s
ND xn ,
由此得：xn
s Emax
qND
在
x
xi2 处，E3
Emax
q
s
NA xp
,
由此得：xp
s Emax
qNA
(2) 对于无 I 型区的PN结：
xi1 0,
xi2 0,
E1
q
s
ND (x
xn ),
ni2 NB
exp
qVBE kT
，
得：VBE
kT q
ln nB (0)NB , ni2
将
kT q
、nB
(0)、NB
及 ni
之值代入，
得：VBE 0.55V
已知：
1
1 2
WB LB
2
1 WB2
2DB n
,
将n
106 s 及 WB 、DB
之值代入，得： 0.9987。
7、
b
WB2 2DB
Q n p , Dn Dp , npn pnp
1 WB2 , 2DB B
* npn
1
WB2
2Dn n
,
* pnp
1
WB2
2Dp p
Q n p ,
Dn
Dp ,
*
npn
pnp
20、当忽略基区中的少子复合及 ICEO 时，
IC InE AE
qDBni2
WB
0 NBdx
WB dWB dVCE
式中，dWB dxdB , VCE VCB VBE
因
VBE
保持不变，所以 dVCE
dVCB ,
于是：VA
WB dxdB dVCB
1
xdB
2s N
qNB
C
(
(Vbi VCB ) NC NB)
2
1
dxdB dVCB
2qNB
(NC
s NC
NB )(Vbi2 NhomakorabeaVCB
q
300
gD
10 32.3
0.309 s,
rD
1 gD
3.23
第3章
1、NPN 缓变基区晶体管在平衡时的能带图
NPN 缓变基区晶体管在放大区时的能带图
2、NPN 缓变基区晶体管在放大区时的少子分布图
pE0
nB0
pC0
3、
IC1 80
I B1
0
dIC dIB
IC IB
IC2 IC1 IB2 IB1
q 1.61019 C, S 1.0451012 F cm ,
代入 | Emax |中，得：| Emax | 1.52 104 V cm
8、(1)
N
I
P
xi1 xn xi1 0 xi2
xi2 xp
在 N型区，
dE1 dx
q
s
ND
,
E1
q
s
ND x C1
边界条件：在
x
xi1
xn
处，E1
EG (Ge) 0.66eV, ni (Ge) 2.4 1013cm3,
OX 3.98.854 1014 3.4531013 F cm
第2章
1 、在 N 区耗尽区中，高斯定理为：
Ñ r
E
r gdA
q
A
s
V NDdv
取一个圆柱形体积，底面在 PN 结的冶金结面（即原点）处，
面积为一个单位面积，顶面位于 x 处。则由高斯定理可得：
qV kT
1
Jdp Ln Dp NA Ln p NA 1 Jdn Lp Dn ND Lp n ND
24、 PN 结的正向扩散电流为
I
I0
exp
qV kT
式中的 I0 因含 ni2 而与温度关系密切，因此正向扩散电流可表为
I
C1ni2
exp
qV kT
C2
exp
EG kT
qV
于是 PN 结正向扩散电流的温度系数与相对温度系数分别为
1
xdB W xdB
2
144
1
9
3 9
2
80V
34、
已知对于单边突变结，
1
CT
A
s qN
2(Vbi
0
V
)
2
Vbi
K V
1
2
当 Vbi 0.6 V,
V 3V 时， CT
K 10 pF , 由此可得 3.6
K 10 3.6, 因此当 V 0.2 V时，
48、
IC IE ICBO
0
dIC dIE
d( IE )
dIE
IE
d
dIE
在 IE 很小或很大时，α 都会有所下降。
当
IE
很小时，d
dI E
0,
这时 α0 >α ；
当
IE