微电子器件原理部分习题参考答案
微电子器件基础第七章习题解答
Ag电位等于Cu电位
Al电位高于Au电位 Mo电位高于W电位 Au电位高于Pt电位
2、 A、C金属的接触电势差
VD（AC）
WmA WmC q WmC WmB q
B、C金属的接触电势差
VD（CB）
若温度相等，A、B金属的接触电势差与金属C无关，
WmA WmB VD AB） VD AC） VD CB） （ （ （ q
Nc 2.8 1019 k 0T ln 0.026ln 0.15eV 17 ND 10
E
Ws ( Ec EFn ) 4.05 0.15 4.2eV
不考虑界面态，与Al接触的接触电势差，
W Al Ws 4.18 4.2 VD 0.08V q q
6.625 1034 3 108 h 2.89eV Wm 9 19 430 10 1.6 10 hc
紫光照射金属时，能从金属中激发光电子到真空中，光电子的能量，
E h Wm 2.89 2.5 0.39 eV
波长185nm紫外光照射金属时，从金属内激发到真空中的光电子能量，
VD（AuAg） WAu WAg q 5.2 4.18 1.02V
3、
N D 1017 cm3 , 4.05eV
N型硅功函数 Ws ( Ec EFn )
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:
1KW
8.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1
11.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
微电子器件习题答案
1.1 E F -E i =0.348 eV ，0.468 eV ，0.5283 eV ；
受主杂质：E i -E F =0.3487 eV ，0.4684 eV ，0.5283 eV ；
1.2 n 0=1.125x105 cm -3, p 0=2x105 cm -3, E i -E F =0.3068 eV;
1.3 n i =
2.3x1013 cm -3;
1.4 σi =4.44x10-6(Ω·cm)-1, σ=4.016 (Ω·cm)-1, σ/σi =10-6 ;
1.5 n 0=
2.81x105 cm -3, p 0=8.01x1014 cm -3,
1.6 ρ=8.681Ω·cm;
1.7 ρ=53.8793Ω·cm;
1.8 (1) σ=0.1152 (Ω·cm)-1;(2) σ=7.2 (Ω·cm)-1;
1.9 U=1018 cm -3/s
1.10 Δn/Δn(0)=60.65%;
1.11 σ=1.76(Ω·cm)-1, σlight =1.784 (Ω·cm)-1,
1.13 x=3.712x10-2 cm
2.1 V D =0.7392;
2.4 当W<<L P 时，I P /I n =D P /D n ; 当W>>L P 时，I P /I n =D P L n /D n L P ;
2.5 300K 时：J=6.4396x10-11 A/cm 2, J po /J n0=36.75; 0.3V 下:J=6.606x10-6 A/cm 2, 0.7V
下:J=31.7251 A/cm 2;
(完整word版)微电子器件与IC设计基础_第2版,刘刚,陈涛,课后答案.doc
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和波矢 k 建立联系的，即
E h
h
p n k
c
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r , t 表示粒子的德布洛意
r ,t 2
r , t 表示波的强度，那么，t 时刻在 r 附近的小体积元
波的振幅，以r ,t
x y z 中检测到粒子的概率正比于
2
r ,t x y z 。
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，n0 p0 n i。对于某一确定
电子科技大学微电子器件 (习题解答)
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
100
6、
由
J nE
qDBnB (0) , WB
可得：nB (0)
J nEWB qDB
,
将
JnE 0.1Acm2 , WB 2 104 cm, q 1.6 1019 C, DB 15cm2 s1
NB 1017 cm3,
VBE 0.7 V,
kT 0.026 V 之值代入， q
得：IC 4.55 (mA)
0.9936,
1
155,
IB
IC
0.029 (mA)
10、
(1)
1
DEWB NB
DB
WE 0
NEdx
1
DE AEqWB NB
DB AEq
WE 0
wenku.baidu.comNEdx
1 QBO DE QEO DB
， npn
1 DpWB NB , DnWE NE
pnp
1 DnWB NB DpWE NE
由 D kT 可知，D q
n p , Dn Dp , npn pnp
微电子习题答案(第2单元)
第二单元习题解答
1.SiO
2膜网络结构特点是什么？氧和杂质在SiO
2
网络结构中的作用和用途是什
么？对SiO
2
膜性能有哪些影响？
二氧化硅的基本结构单元为Si-O四面体网络状结构，四面体中心为硅原子，四个顶角上为氧原子。对SiO2网络在结构上具备“长程无序、短程有序”的一类固态无定形体或玻璃体。半导体工艺中形成和利用的都是这种无定形的玻璃态SiO2。
氧在SiO2网络中起桥联氧原子或非桥联氧原子作用，桥联氧原子的数目越多，网络结合越紧密，反之则越疏松。在连接两个Si-O四面体之间的氧原子
掺入SiO2中的杂质，按它们在SiO2网络中所处的位置来说，基本上可以有两类：替代（位）式杂质或间隙式杂质。取代Si-O四面体中Si原子位置的杂质为替代（位）式杂质。这类杂质主要是ⅢA，ⅤA元素，如B、P等，这类杂质的特点是离子半径与Si原子的半径相接近或更小，在网络结构中能替代或占据Si原子位置，亦称为网络形成杂质。
由于它们的价电子数往往和硅不同，所以当其取代硅原子位置后，会使网络的结构和性质发生变化。如杂质磷进入二氧化硅构成的薄膜称为磷硅玻璃，记为PSG；杂质硼进入二氧化硅构成的薄膜称为硼硅玻璃，记为BSG。当它们替代硅原子的位置后，其配位数将发生改变。
具有较大离子半径的杂质进入SiO2网络只能占据网络中间隙孔（洞）位置，成为网络变形（改变）杂质，如Na、K、Ca、Ba、Pb等碱金属、碱土金属原子多是这类杂质。当网络改变杂质的氧化物进入SiO2后，将被电离并把氧离子交给网络，使网络产生更多的非桥联氧离子来代替原来的桥联氧离子，引起非桥联氧离子浓度增大而形成更多的孔洞，降低网络结构强度，降低熔点，以及引起其它性能变化。
成都电子科技大学微电子器件2008-2016年考研初试真题+答案
电子科技大学
2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目：832 微电子器件
注：所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。
一、填空题（共44分，每空1分）
1、PN结的内建电势也称为扩散电势，是指耗尽区中从（）处到
（）处的电位差。掺杂浓度越高，内建电势将越（）。2、根据耗尽近似和中性近似，在PN结势垒区内，（）已完全耗尽；而在势垒区
之外，（）浓度等于电离杂质浓度，维持电中性。
3、在相同的电场强度和温度下，锗材料和硅材料相比较，碰撞电离率更高的是（），其原因是它的（）更小。
4、在计算实际PN结的雪崩击穿电压或势垒电容时，如果结两侧掺杂浓度相差较小，浓度
梯度较小，而结深较大时，则可将其近似为（）结求解。
5、温度升高时，PN结的齐纳击穿电压会（），因为（）随温度升高减小了。
6、一个PN结二极管在制备完成后对其进行了电子辐照，该二极管的反向恢复时间将
（），原因是电子辐照在半导体中引入了（）。
7、当PN结的正向电流增大时，其直流增量电阻会（），扩散电容会（）。
（填“变大”，“变小”或“不变”）
8、双极型晶体管的基区宽度越小，其共发射极增量输出电阻越（），厄尔利电压
越（）。（填“大”或“小”）
9、双极型晶体管的发射结注入效率是指（）电流与
（）电流之比。
10、双极型晶体管的基区发生大注入时，由于基区载流子浓度急剧增加，其发射结注入效率
γ会（）；同时，和PN结大注入相类似，基区内会发生（）效应。
11、高频双极型晶体管的工作频率范围一般在：（）< f <（）。
12、双极型晶体管的高频优值是指（）与（）的乘积。
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 -=⨯====⨯
微电子器件测验
封装与组装测验
总结词
封装与组装测验是评估微电子器件封装和组装质量的环节，直接影响器件的性能和可靠 性。
详细描述
封装与组装测验主要包括外观检查、尺寸测量、气密性检测和功能性测试等。通过这些 测试，可以检查微电子器件的封装质量、组装工艺和功能性，以确保其满足设计要求和 使用性能。同时，这些测验还可以发现潜在的缺陷和问题，如封装裂纹、气密性泄漏和
REPORT
微电子器件测验
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 微电子器件概述 • 微电子器件测验方法 • 微电子器件测验标准与规范 • 微电子器件测验流程 • 微电子器件测验中的问题与解决方案 • 微电子器件测验案例分析
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
高通（Qualcomm）
制定了一系列关于自家产品的测验标准，以 确保产品的性能、可靠性和兼容性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
微电子器件测验流程
测验准备
确定测验目标
明确测验的目的，是为了评估 学生的理论知识、实践操作能
力还是问题解决能力。
制定测验计划
根据测验目标，规划测验的时 间、地点、所需设备和测验内 容。
微电子期中试题及答案
2、简述CMOS非门的工作原理及 其VTC电压传输特性曲线。
若输入为“1”(Vin= VDD)：
VGSN = VDD ， VGSP = 0V NMOS导通，PMOS截止 输出“0” (Vout = 0V)
Vin=VTN的垂直线： NMOS截止/导通
Vin=VDD+VTP的垂直线： PMOS导通/截止 Vin－VTN=Vout的斜线： NMOS饱和区/线性区 Vin－VTP=Vout的斜线： PMOS线性区/饱和
4、MOS晶体管输出特性曲线可以分为三个工作 区域，分别是（截止）区、（线性（线性电阻区） ）区和（饱和（恒流区））区，其中（饱和区） 区是MOS管工作于模拟放大的状态。
5、CMOS电路的功耗可分为（静态）功耗和（动 态）功耗。其中后者又包括（开关）功耗和短路 功耗。
开关电流产生的动态功耗（80％） 由扩散区和衬底之间的反向 偏置漏电流产生的静态功耗 动态情况下P管和N管同时导通 时的短路电流产生的动态功耗
子扩散到b区由于扩散到b区电子浓度高部分电子被b区空穴复合产生复合电流ib大部分扩散来b区又未被复合的电子是少数载流子在c结反偏电压形成的电场作用下被拉到c区即漂移到c区形成电流icicib呈比例关系也即icibbjt是双极型晶体管是电流控制元件
填空题
1、BJT晶体管的输出特性曲线可以分为三个工作区域， 分别是(饱和)区、（截止）区和（放大）区，其中前两个 区是BJT工作于数字逻辑电路的开关状态。
微电子作业答案完美版
半导体物理与器件1. 什么叫集成电路？写出集成电路发展的五个时代及晶体
管的数量？(15分)
.集成电路：将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能。小规模时代（SSI）,元件数2-50；中规模时代（MSI），元件数30-5000；大规模时代（ISI）, 元件数5000-10万；超大规模时代（visi），10万-100万；甚大规模，大于100万。
2. 写出IC 制造的５个步骤？(15分)
（1）硅片制备（Wafer preparation）：晶体生长，滚圆、切片、抛光。
（2）硅片制造（Wafer fabrication）：清洗、成膜、光刻、刻蚀、掺杂。
（3）硅片测试/拣选（Wafer test/sort）：测试、拣选每个芯片。（4）装配与封装（Assembly and packaging）：沿着划片槽切割成芯片、压焊和包封。
（5）终测（Final test）：电学和环境测试。
3. 写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？(15分)
发展方向：①提高芯片性能
②提高芯片可靠性
③降低成本
摩尔定律：硅集成电路按照4年为一代，每代的芯片集成度要翻两
番、工艺线宽约缩小30%， IC 工作速度提高1.5倍等发展规律发展。。
4. 什么是特征尺寸CD？(10分)
.硅片上的最小特征尺寸称为 CD，CD 常用于衡量工艺难易的标志。
5. 什么是More moore定律和More than Moore定律？(10分) “More Moore”：是指继续遵循Moore定律，芯片特征尺寸不断缩小（Scaling down），以满足处理器和内存对增加性能/容量和降低价格的要求。它包括了两方面：从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继续缩小，以及与此关联的3D结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用
微电子器件 (附答案) (第三版)
= 0.739 V
1
(3)
E= max
2qNε S0Vbi= 2
4.34 ×104 Vcm-1
(2Hale Waihona Puke Baidu = xp
εS
qNA
Em= ax
2.83×10−5 cm
= xn
εS
qND
E= max
5.67 ×10−6 cm
1
xd
=
xp
+
xn
=
εS
qN0
Emax
=
2Vbi Emax
=
2εSVbi
qN0
NDNA ni2
Emax
=
xn
2Vbi + 2xi +
xp
式中，x=i xi1 + xi2
= 将 xn
ε= qs ENmDax , xp
εs Emax
qNA
代入，解出 Emax ，得：
1
Emax
=
qN0 xi
εs
1 +
2ε sVbi
qN0 xi2
2
−1
1
对于PN结，可令 xi → 0，得：Emax = 2qNεs0Vbi 2
− Emax
+
E
(
x)
= q N
εs
(整理)微电子器件课程复习题(1)
“微电子器件”课程复习题
一、填空题
1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为163A 1.510cm N -=⨯，则室温下该区的平衡多子
浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（ ）和（ ）。
2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（ ）电荷，N 区一侧带（ ）电荷。内建电场
的方向是从（ ）区指向（ ）区。
3、当采用耗尽近似时，N 型耗尽区中的泊松方程为（ ）。由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（ ）。
4、PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（ ），内建电场的最大值就越（ ），内
建电势V bi 就越（ ），反向饱和电流I 0就越（ ），势垒电容C T 就越（ ），雪崩击穿电压就越（ ）。
5、硅突变结内建电势V bi 可表为（ ），在室温下的典型值为（ ）伏特。
6、当对PN 结外加正向电压时，其势垒区宽度会（ ），势垒区的势垒高度会（ ）。
7、当对PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（ ），势垒区的势垒高度会（ ）。
8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p 与外加电压V 之间的关系可表示为
（ ）。若P 型区的掺杂浓度173A 1.510cm N -=⨯，外加电压V = 0.52V ，则P
型区与耗尽区边界上的少子浓度n p 为（ ）。
9、当对PN 结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓
度（ ）；当对PN 结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（ ）。
10、PN 结的正向电流由（ ）电流、（ ）电流和（ ）电
《微电子器件原理》复习题课件
《微电⼦器件原理》复习题课件
考试时间： (第⼗周周⼆6-8节)
考试地点：待定
《微电⼦器件原理》复习题及部分答案
⼀、填空
1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于
扩散电容产⽣于过渡区外的⼀个扩散长度范围内，其机理为少⼦的充放
电，⽽过渡区电容产⽣于空间电荷区，其机理为多⼦的注⼊和耗尽。
2、当MOSFET器件尺⼨缩⼩时会对其阈值电压V T产⽣影响，具体地，对
于短沟道器件对V T的影响为下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。
3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE
电压控制。
4、硅-绝缘体SOI器件可⽤标准的MOS⼯艺制备，该类器件显著的优点是
寄⽣参数⼩，响应速度快等。
5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等⼏种，其中发
⽣雪崩击穿的条件为V B>6E g/q。
6、当MOSFET进⼊饱和区之后，漏电流发⽣不饱和现象，其中主要的原因
有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。
⼆、简述
1、Early电压V A；
答案：
2、截⽌频率f T；
答案：截⽌频率即电流增益下降到1时所对应的频率值。
3、耗尽层宽度W。
答案：P型材料和N型材料接触后形成PN结，由于存在浓度差，就会产⽣空间电荷区，⽽空间电荷区的宽度就称为耗尽层宽度W。
4、雪崩击穿
答案：反偏PN中，载流⼦从电场中获得能量；获得能量的载流⼦运动与晶
格相碰，使满带电⼦激出到导带，通过碰撞电离由电离产⽣的载流⼦（电⼦空⽳对)及原来的载流⼦⼜能通过再碰撞电离,造成载流⼦倍增效应，当倍增效应⾜够强的时候，将发⽣“雪崩”——从⽽出现⼤电流，造成PN结击穿，此称为“雪崩击穿”。
微电子器件期末复习题含答案
，这就是基区宽度调变效应（即厄尔利效应）
。[P83]
38、IES 是指（集电结）短路、
（发射）结反偏时的（发射）极电流。
39、ICS 是指（发射结）短路、
（集电结）反偏时的（集电）极电流。
41、ICBO 是指（发射）极开路、
（集电）结反偏时的（集电）极电流。
41、ICEO 是指（基）极开路、
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
复合增强）
。[P76]
35、在异质结双极晶体管中，发射区的禁带宽度（大）于基区的禁带宽度，从而使异
（集电）结反偏时的（集电）极电流。
42、IEBO 是指（集电极）极开路、
（发射）结反偏时的（发射）极电流。
43、BVCBO 是指（发射）极开路、
（集电）结反偏，当（ I CBO ） 时的 VCB。
44、BVCEO 是指（基）极开路、
（集电）结反偏，当（ I CEO ） 时的 VCE。
；PN 结的反向电流
很小，是因为反向电流的电荷来源是（少子）
。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——2
微电子器件课程复习题
1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为163
A 1.510cm N -=⨯，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（3
16
105.1-⨯=cm N A ）和（3
14
105.1-⨯=cm N A ）。
2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（负）电荷，N 区一侧带（正）电荷。内建电场的方向是从（N ）区指向（P ）区。[发生漂移运动，空穴向P 区，电子向N 区]
3、当采用耗尽近似时，N 型耗尽区中的泊松方程为（
D
S E u q dx d ε=→
）。由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（大）。
4、PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（小），内建电场的最大值就越（大），内建电势V bi 就越（大），反向饱和电流I 0就越（小）[P20]，势垒电容C T 就越（ 大 ），雪崩击穿电压就越（小）。
5、硅突变结内建电势V bi 可表为（2ln i
D
A bi n N N q KT v =
）P9，在室温下的典型值为（0.8）伏特。 6、当对PN 结外加正向电压时，其势垒区宽度会（减小），势垒区的势垒高度会（降低）。
7、当对PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（增大），势垒区的势垒高度会（提高）。
8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p 与外加电压V 之间的关系可表示为
（)exp()(0KT qv
p p p n x n =-）P18。若P 型区的掺杂浓度173A 1.510cm N -=⨯，外加电压V = 0.52V ，
则P 型区与耗尽区边界上的少子浓度n p 为（3251035.7-⨯cm ）。
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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
dI dT
C2
exp
EG kT
qV
EG kT
qV
2
I
EG kT
qV
2
1 dI I dT
EG qV kT 2
31、 当 N- 区足够长时，开始发生雪崩击穿的耗尽区宽度为：
xdB
2VB EC
2 144 32
9μm
当 N- 区缩短到 W = 3m 时，雪崩击穿电压成为：
VB
'
VB
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
q dx
Vbi
ND1 Edx
ND2
kT q
ln n | ND1
ND2
kT q
ln
N D1 ND2
将 kT q
0.026V ,
ND1 11020 cm3,
ND2 11016 cm3
代入，得：Vbi 0.026 ln(104 ) 0.24 V
7、由第 6 题：
E kT 1 dn kT 1 dN (x) q n dx q N (x) dx
100
6、
由
J nE
qDBnB (0) , WB
可得：nB (0)
J nEWB qDB
,
将
JnE 0.1Acm2 , WB 2 104 cm, q 1.6 1019 C, DB 15cm2 s1
之值代入，得： nB (0) 8.331012 cm3
又由
nB (0)
np0
exp
qVBE kT
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，
WB2 2L2B
2
1
1
β0 与 β 也有类似的关系 。
CT
10
3.6 0.4
10
9 30 (pF)
39、
IF
I0
exp
qV kT
gD
dI F dV
qI F kT
当 T 300K 时,
kT q
0.026 V,
对于 IF 10 mA 0.01 A，
gD
10 26
0.385 s,
rD
1 gD
2.6
在 100C 时，kT 0.026 373 0.0323V,
QBO DE
14、 已知
IC
QB
b
若假设
1，则
IB
Ir
QB
B
所以 IC B IB b
本题与第 10 题的第(4)小题分别是两种极端情况。
15、
1
DEWB NB DBWE NE
， npn
1 DpWB NB , DnWE NE
pnp
1 DnWB NB DpWE NE
由 D kT 可知，D q
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
Hale Waihona Puke Baidu
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
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 ),
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
n p , Dn Dp , npn pnp
1 WB2 , 2DB B
* npn
1
WB2
2Dn n
,
* pnp
1
WB2
2Dp p
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
exp
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
2
xd0
Vbi Vbi
V
2
当 V 3Vbi 时，xd 2 xd0 当 V 8Vbi 时，xd 3 xd0
6、
ND2
ND1
由平衡时多子电流为零
Jn
qDn
dn dx
qnnE
0
得： E Dn 1 dn kT 1 dn kT d ln n
n n dx
q n dx
部分习题解答
部分物理常数：
q 1.6 1019 C, kT q 0.026V (T 300k),
S (Si) 11.8 8.854 1014 1.0451012 F cm ,
EG (Si) 1.09eV, ni (Si) 1.5 1010 cm3,
S (Ge) 16 8.854 1014 1.417 1012 F cm ,
得：IC 4.55 (mA)
0.9936,
1
155,
IB
IC
0.029 (mA)
10、
(1)
1
DEWB NB
DB
WE 0
NEdx
1
DE ABqWB NB
DB ABq
WE 0
NEdx
1 QBO DE QEO DB
式中，QBO ABqWB NB 3.2 1011C, QEO 1.28109 C，
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 )(Vbi
2
VCB
qVBE kT
1
1
ro
IC VCE
VBE
AE qDB ni 2
exp
qVBE kT
1
NB
(WB
)
dWB dVCE
WB 0
NBdx
2
IC
NB (WB )
WB
dWB dVCE
0 NBdx
IC VA
WB
VA 0 NBdx
N
B
(WB
)
dWB dVCE
对均匀基区，VA
2
1
1
1.1251011(s)
8、以 NPN 管为例，当基区与发射区都是非均匀掺杂时， 由式（3-33a）和式（3-33b），
JnE
qDBni2
WB 0
NBdx
exp
qVBE kT
1
AE q 2 DBni2 QBO
exp
qVBE kT
1
JpE
qDE ni2
WE 0
NEdx
exp
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
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,
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
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
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%
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：
E A
dA q
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：
2
4.34 104
Vcm-1
(2)
xp
S
qNA
Emax
2.83105 cm
xn
S
qND
Emax
5.67 106 cm
1
xd
xp
xn
S
qN0
Emax
2Vbi Emax
2SVbi
qN0
2
3.40105 cm
4、
1
1
1
1
xd
2S
qN0
Vbi
V
2
2S
qN0
Vbi
V
2
Vbi Vbi
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
很大时，d
dI E
0,
这时 α0
< α；
在正常的
IE
范围内，α
几乎不随
IE
变化，
d
dI E
0,
这时
0
1
R口E R口B1
)
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。
Emax
Ex
q
s
NDx
当 x = xn 时，E(x) = 0，因此
Emax
q
s
ND xn ，于是得：
E
x
q
s
x
xn
ND
0 x xn
（2-5a）
3、
(1)
Vbi
kT q
ln
NA ND ni2
0.026 ln
5 1032 2.25 1020
0.739 V
1
(3)
Emax
2qN0Vbi
S
E3
q
s
NA(x
xp )
在
x
0 处，电场达到最大， Emax
q
s
ND xn
q
s
NA xp
E
Emax
E1
E3
x
0
表面上，两种结构的 Emax 的表达式相同，但由于两种结构 的掺杂相同，因而Vbi 相同（即电场曲线与横轴所围面积相同）， 所以两种结构的 xn、xp与 Emax 并不相同。
对于PIN 结：