12年期末考试题B答案

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（K Pmax）降到1时的频率称为最高振荡频率f M .
7、对于频率不是特别高的一般高频管，提高特征频率f T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V T，应使衬底掺杂浓度N A（提高），使栅氧化层厚度T ox（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、、、、、等产生什么影响？
、、、、、
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
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，试求和的值,并求当外加0.5V正向电压时的和的值。

当外加0.5V正向电压时，
2、某均匀基区晶体管的,求该晶体管的和。

3、有一个处于饱和区的N沟道MOSFET，当V GS1 = 3V时测得I Dsat1 = 3mA ,当V GS2 = 4V时测得I Dsat2 =
12mA,试求该MOSFET的阈电压V T和增益因子β之值。

解如下联立方程:
将已知的V GS1、I Dsat1和V GS2、I Dsat2的值代入，得：V T = 2V，β= 6mA V-2。