电子科技大学微电子器件

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电子科技大学微电子器件实验报告MICRO-1

电⼦科技⼤学微电⼦器件实验报告MICRO-1电⼦科技⼤学实验报告（实验）课程名称微电⼦器件实验⼀：双极晶体管直流特征的测量学⽣姓名：学号：201203******指导教师：刘继芝实验地点：211楼605实验时间：2015、6、⼀、实验室名称：微电⼦器件实验室⼆、实验项⽬名称：双极晶体管直流特征的测量三、实验学时：3四、实验原理：1．XJ4810半导体管特性图⽰仪的基本原理⽅框图XJ4810图⽰仪的基本原理⽅框图如图1-3所⽰。

其各部分的作⽤如下。

（1）基极阶梯信号发⽣器提供必须的基极注⼊电流。

（2）集电极扫描电压发⽣器提供从零开始、可变的集电极电源电压。

（3）同步脉冲发⽣器⽤来使基极阶梯信号和集电极扫描电压保持同步，以便正确⽽稳定地显⽰特性曲线（当集电极扫描电压直接由市电全波整流取得时，同步脉冲发⽣器可由50Hz 市电代替）。

（4）测试转换开关是⽤于测试不同接法和不同类型晶体管的特性曲线和参数的转换开关。

（5）放⼤和显⽰电路⽤于显⽰被测管的特性曲线。

（6）电源（图中未画出）为各部分电路提供电源电压。

2．读测⽅法（以3DG6 npn 管为例）（1）输⼊特性曲线和输⼊电阻R i在共射晶体管电路中，输出交流短路时，输⼊电压和输⼊电流之⽐为R i ，即常数=??=CE V B BEi I V R 它是共射晶体管输⼊特性曲线斜率的倒数。

例如需测3DG6在V CE = 10V 时某⼀⼯作点Q 的R i 值，晶体管接法如图1-4所⽰。

各旋钮位置为：峰值电压范围 0~10V极性（集电极扫描）正（+）极性（阶梯）正（+）功耗限制电阻 0.1~1k Ω（适当选择）x 轴作⽤电压0 .1V/度 y 轴作⽤阶梯作⽤重复阶梯选择 0.1mA/级测试时，在未插⼊样管时先将x 轴集电极电压置于1V/度，调峰值电压为10V ，然后插⼊样管，将x 轴作⽤扳到电压0.1V/度，即得V CE =10V 时的输⼊特性曲线。

这样可测得图1-5；.200101.002.0310Ω=?=??=-=V VB BE i CE I V R图1-4 晶体管接法图1-5 晶体管的输⼊特性曲线（2）输出特性曲线、转移特性曲线和β、h FE 、α在共射电路中，输出交流短路时，输出电流和输⼊电流增量之⽐为共射晶体管交流电流放⼤系数β。

电子科技大学《微电子器件》课件PPT微电子器件(3-10)

CTE↓
① ②
AE↓ ( NB↓(
l↓, s↓ ) 但会使
rbb’↑，VA↓)
要使 b↓，应： (1) WB↓( 但会使 rbb’↑，VA↓，且受工艺限制)
(2) η↑ ( 采用平面工艺 )
要使 d↓，应：xdc↓ →NC↑( 但会使 BVCBO↓, CTC↑)
要使 c↓，应：
(1) rcs↓
① ② ③
fT
rbb fT Le
2
CTC
3.10.3 高频晶体管的结构
由
M
fT
8 rbbCTC
可知，要提高 M ，应提高 fT ，降低 rbb’
和 CTC，因此应该采用由平面工艺制成的硅 NPN 管，并采用细
线条的多基极条和多发射极条结构。
l B E B E B ….…
S
提高 M 的各项具体措施及其副作用
除以上主要矛盾外，还存在一些相对次要的其它矛盾，在进行高频晶体管的设计时需权衡利弊后做折衷考虑。
3.11 双极晶体管的开关特性
（自学）
3.12 SPICE 中的双极晶体管模型
（自学）
3.10 功率增益和最高振荡频率
3.10.1 高频功率增益与高频优值
利用上一节得到的共发射极高频小信号 T 形等效电路，可以求出晶体管的高频功率增益。先对等效电路进行简化。
与 re 并联的 Cπ可略去，又因 re << rbb’ ，re 可近似为短路。
再来简化
Zc
Zcb
1 ω
,
1 Zcb
1 rμ
(3) 对 NC 的要求
减小 d 及 rcs 与减小 CTC及提高 BVCBO 对 NC 有矛盾的要求。
这可通过在重掺杂 N+ 衬底上生长一层轻掺杂 N- 外延层来缓解。外延层厚度与衬底厚度的典型值分别为 10 m 与 200 m 。

电子科技大学(成都)考研历年真题之832微电子器件2008--2015年考研真题

电子科技大学 2014 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 48 分，每空 1.5 分） 1、PN 结二极管用途广泛，在作为变容二极管使用时，主要利用其（（高而（）向偏置的
微电子器件试题共 6 页，第 1 页
），因此τb/τB 可以表示）。）的控制能力。）。（第二个空填 “大” 或 “小” ，
），该控制能力越（
）单向导电性。（从以下选项中选择） C 空穴阻挡层 D 空穴反阻挡层
8、MOSFET 的跨导是（
）特性曲线的斜率，而漏源电导是（
）特性曲
3、防止 PN 结发生热击穿，最有效的措施是降低器件的（（
）的半导体材料，其热稳定性越好。（第二个空填“大”或“小” ）），共发射极增量输
4、双极型晶体管的基区宽度调变效应越严重，其厄尔利电压越（出电阻越（）。（填“大”或“小” ）
5、已知双极型晶体管的基区度越时间和基区少子寿命分别为τb 和τB，则 1/τB 表示的物理意义为（（ 6、MOSFET 的亚阈区摆幅 S 反应了在亚阈区中（栅氧化层越厚，则S越（第三个空填“强”或“弱” ） 7、当金属和 P 型半导体形成金-半接触时，如果金属的功函数大于半导体的功函数，半导体表面将形成（ A 电子阻挡层 E 具有），该结构（ B 电子反阻挡层 F 不具有
2、一个 NPN 双极型晶体管，掺杂浓度为 NE=5×1018cm-3，NB=5×1016cm-3，NC=1×1013cm-3，发射区和基区宽度为 WE=10µm，WB=2µm。偏置条件为 IB=2mA，VBC=-3V。电子和空穴的扩散系数分别为 Dn=40cm2/s 和 Dp=20cm2/s，电子和空穴的寿命均为 1µs。求：（1）器件的共发射极直流短路电流放大系数 β 为多少？（2）器件的跨导 gm 为多少？（10 分）

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。

微电子器件试验二极管高低温特性测试及分析完整版

微电子器件试验二极管高低温特性测试及分析 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电子科技大学微固学院标准实验报告（实验）课程名称微电子器件电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：张有润实验地点： 211楼605 实验时间：一、实验室名称：微电子器件实验室二、实验项目名称：二极管高低温特性测试及分析三、实验学时：3四、实验原理：1、如图1，二极管的基本原理是一个PN结。

具有PN结的特性——单向导电性，如图2所示。

图 1 二极管构成原理2、正向特性：二极管两端加正向电压，产生正向电流。

正向电压大于阈值电压时，正向电流急剧增加，如图2 AB段。

3、反向特性：二极管两端加上反向电压，在开始的很大范围内，反向电流很小，直到反向电压达到一定数值时，反向电流急剧增加，这种现象叫做反向击穿，此时对应电压称为反向击穿电压。

4、温度特性：由于二极管核心是PN结，导电能力与温度相关，温度升高，正向特性曲线向左移动，正向压降减小；反向特性曲线向下移动，反向电流增大。

图 2 二极管直流特性五、实验目的：学习晶体管图示仪的使用，掌握二极管的高低温直流特性。

六、实验内容：1、测量当二极管的正向电流为100A时的正向导通压降；2、测试温度125度时二极管以上参数，并与室温下的特征参数进行比较。

七、实验器材（设备、元器件）：二极管、晶体管特性图示仪、恒温箱八、实验步骤：1、测晶体管的正向特性。

各旋钮位置为：•峰值电压范围 0~10V•极性（集电极扫描）正（+）•功耗限制电阻 ~1kΩ（适当选择）•x轴作用电压0 .1V/度•y轴作用电流10A/度2、测晶体管的反向特性。

各旋钮位置为：•峰值电压范围 0~10V•极性（集电极扫描）正（+）•功耗限制电阻 10k~100kΩ（适当选择）•x轴作用电压1V/度•y轴作用电流A/度3、对高温时的二极管进行参数测量。

电子科技大学微电子专业开设课程

微电子学专业(071202)一、培养目标培养德、智、体全面发展，自动化专业知识基础扎实、相关学科知识丰富，具有一定创新意识和较强实践应用能力、社会适应能力，能在企事业单位从事集成电路设计、制造、测试等技术工作，具有电子信息领域及新型交叉学科领域相关工作能力，适应地方经济建设与社会发展的高级应用型专门人才。

二、培养规格根据“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的基本精神，学生经过四年学习，达到如下基本素质要求：（一）德育方面1．有坚定的政治信念。

热爱祖国，拥护党的领导，努力掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论以及“三个代表”重要思想的基本原理。

2．有科学的思想方法和良好的学术道德。

能运用辩证唯物主义和历史唯物主义的立场、观点和方法分析问题、解决问题。

3．具有积极的人生态度和高度的工作热情，品质优良，情操高尚，行为规范；具有社会主义民主和法制观念。

（二）智育方面1．具有一定的人文社会科学、自然科学基本知识和文化艺术素养。

2．掌握本专业系统的基础知识、基本理论和基本技能，了解本专业最新科学成就和发展趋势，具有较好的获取知识、发现问题、分析问题和解决问题的能力，具有较强的自学能力和创新意识。

3．相对擅长半导体器件和微电子学方向的知识和技能，具备从事专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本能力与素质，以及初步的自主创业的能力。

4．掌握一门外国语，具有一定的听、说、读、写、译的能力；具有较强的计算机操作能力；掌握文献检索、资料查询的基本方法，具备一定的学科专业科研能力。

（三）体育方面1．有健康的身体素质，具备体育锻炼的基本知识和良好的卫生习惯，达到国家规定的大学生体育合格标准。

2．有良好的心理素质、健全的人格、坚强的意志、较强的心理承受能力和乐观情绪。

三、学制及学习年限弹性学制。

学制四年，学习年限三至八年。

四、毕业最低学分163+8学分，8为课外学分。

五、授予学位工学学士。

六、主要课程简介：1．基础物理课程性质：专业必修课学分：8 学时：117+36内容简介：本课属于基础课，使学生比较系统地掌握物理基础知识，且能灵活应用，培养学生独立分析问题与解决问题能力。

电子科技大学微电子器件 (习题解答)

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 ),
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。
WB
dWB dVCE
0 NBdx
IC VA
WB
VA 0 NBdx
N
B
(WB
)
dWB dVCE
对均匀基区，VA
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
2DB n
,
将n
106 s 及 WB 、DB
之值代入，得： 0.9987。
7、
b
WB2 2DB
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），

微电子器件期末复习题含答案

【习题压得准五杀跑不了】微电子器件（陈星弼·第三版）电子工业出版社◎前言◎根据统计，课堂测验、课后作业中的题目提纲中无相似题型，请复习提纲的同时在做一次作业以及课堂测验。

作业答案、课堂作业答案平时随课堂进度上传群共享，请自行查阅。

本答案为个人整理，如有不妥之处望批评指正。

计算题部分，实在无能为力，后期会继续上传计算题集锦，敬请期待。

另，由于本人微电子班，无光源班群，请有心人士转载至光源班群，共同通过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（316105.1-⨯=cm N A ）和（314105.1-⨯=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 。

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 ）[P9]在室温下的典型值为（0.8V ）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 ）。

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（大）；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（小）。

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。

13、小电流时，双极型晶体管的电流放大系数会下降，这是由于（）在（）中所占的比例增加所引起的。

14、MOS结构中，半导体的表面势是指从（）到（）的电势差。

一般来说，实际MOS结构的表面势是（）零的，这主要是由于（）以及（）所引起。

（第三个空填“>”、“<”或“=”）15、为了降低栅氧化层电荷的影响，MOSFET通常会采用（）晶面来制作。

电子科技大学《微电子器件》课程重点与难点.

重点与难点第1章半导体器件基本方程一般来说要从原始形式的半导体器件基本方程出发来求解析解是极其困难的,通常需要先对方程在一定的具体条件下采用某些假设来加以简化,然后再来求其近似解。

随着半导体器件的尺寸不断缩小,建立新解析模型的工作也越来越困难,一些假设受到了更大的限制并变得更为复杂。

简化的原则是既要使计算变得容易,又要能保证达到足够的精确度。

如果把计算的容易度与精确度的乘积作为优值的话,那么从某种意义上来说,对半导体器件的分析问题,就是不断地寻找具有更高优值的简化方法。

要向学生反复解释,任何方法都是近似的,关键是看其精确程度和难易程度。

此外,有些近似方法在某些条件下能够采用,但在另外的条件下就不能采用,这会在后面的内容中具体体现出来。

第2章PN结第2.1节PN结的平衡状态本节的重点是PN结空间电荷区的形成、内建电势的推导与计算、耗尽区宽度的推导与计算。

本节的难点是对耗尽近似的理解。

要向学生强调多子浓度与少子浓度相差极其巨大,从而有助于理解耗尽近似的概念,即所谓耗尽,是指“耗尽区”中的载流子浓度与平衡多子浓度或掺杂浓度相比可以忽略。

第2.2节PN结的直流电流电压方程本节的重点是对PN结扩散电流的推导。

讲课时应该先作定性介绍,让学生先在大脑中建立起物理图象,然后再作定量的数学推导。

当PN结上无外加电压时,多子的扩散趋势正好被高度为qV bi的势垒所阻挡,电流为零。

外加正向电压时,降低了的势垒无法阻止载流子的扩散,于是构成了流过PN结的正向电流。

正向电流的电荷来源是P区空穴和N区电子,它们都是多子,所以正向电流很大。

外加反向电压时,由于势垒增高,多子的扩散变得更困难。

应当注意,“势垒增高”是对多子而言的,对各区的少子来说,情况恰好相反,它们遇到了更深的势阱,因此反而更容易被拉到对方区域去,从而构成流过PN结的反向电流。

反向电流的电荷来源是少子,所以反向电流很小。

本节的难点是对有外加电压时势垒区两旁载流子的运动方式的理解、以及电子(空穴电流向空穴(电子电流的转化。

电子科技大学微电子器件习题

第二章PN结填空题1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=×1016cm-3,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I0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N A=×1017cm-3,外加电压V= ,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、电流和电流三部分所组成;11、PN结的正向电流很大,是因为正向电流的电荷来源是；PN结的反向电流很小,是因为反向电流的电荷来源是 ;12、当对PN结外加正向电压时,由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散,一边 ;每经过一个扩散长度的距离,非平衡电子浓度降到原来的 ;13、PN结扩散电流的表达式为 ;这个表达式在正向电压下可简化为 ,在反向电压下可简化为 ;14、在PN结的正向电流中,当电压较低时,以电流为主；当电压较高时,以电流为主;15、薄基区二极管是指PN结的某一个或两个中性区的长度小于 ;在薄基区二极管中,少子浓度的分布近似为 ;16、小注入条件是指注入某区边界附近的浓度远小于该区的浓度,因此该区总的多子浓度中的多子浓度可以忽略;17、大注入条件是指注入某区边界附近的浓度远大于该区的浓度,因此该区总的多子浓度中的多子浓度可以忽略;18、势垒电容反映的是PN结的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；外加反向电压越高,则势垒电容就越 ;19、扩散电容反映的是PN结的电荷随外加电压的变化率;正向电流越大,则扩散电容就越；少子寿命越长,则扩散电容就越 ;20、在PN结开关管中,在外加电压从正向变为反向后的一段时间内,会出现一个较大的反向电流;引起这个电流的原因是存储在区中的电荷;这个电荷的消失途径有两条,即和 ;21、从器件本身的角度,提高开关管的开关速度的主要措施是和 ;22、PN结的击穿有三种机理,它们分别是、和 ;23、PN结的掺杂浓度越高,雪崩击穿电压就越；结深越浅,雪崩击穿电压就越 ;24、雪崩击穿和齐纳击穿的条件分别是和 ;问答与计算题1、简要叙述PN结空间电荷区的形成过程;2、什么叫耗尽近似什么叫中性近似3、什么叫突变结什么叫单边突变结什么叫线性缓变结分别画出上述各种PN结的杂质浓度分布图、内建电场分布图和外加正向电压及反向电压时的少子浓度分布图;4、PN结势垒区的宽度与哪些因素有关5、写出PN结反向饱和电流I0的表达式,并对影响I0的各种因素进行讨论;6、PN结的正向电流由正向扩散电流和势垒区复合电流组成;试分别说明这两种电流随外加正向电压的增加而变化的规律;当正向电压较小时以什么电流为主当正向电压较大时以什么电流为主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;8、在工程实际中,一般采用什么方法来计算PN结的雪崩击穿电压9、简要叙述PN结势垒电容和扩散电容的形成机理及特点;10、当把PN结作为开关使用时,在直流特性和瞬态特性这两方面,PN结与理想开关相比有哪些差距引起PN结反向恢复过程的主要原因是什么11、某突变PN结的N D=×1015cm-3, N A=×1018cm-3,试求n n0, p n0, p p0和n p0的值,并求当外加正向电压和反向电压时的n p-x p和p n x n的值;12、某突变PN结的N D=×1015cm-3, N A=×1018cm-3,计算该PN结的内建电势V bi之值;13、有一个P沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为N D=×1015cm-3,另一个N沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为N A=×1018cm-3;试分别求这两个MOSFET的衬底费米势,并将这两个衬底费米势之和与上题的V bi相比较;14、某突变PN结的N D=×1015cm-3, N A=×1018cm-3,试问J dp是J dn的多少倍15、已知某PN结的反向饱和电流为I o =10 -12A,试分别求当外加正向电压和反向电压时的PN结扩散电流;16、已知某PN结的反向饱和电流为I o=10 -11A,若以当正向电流达到10 -2A作为正向导通的开始,试求正向导通电压V F之值;若此PN结存在寄生串联电阻R cs= 4Ω,则在同样的测试条件下V F将变为多少17、某硅单边突变结的雪崩击穿临界电场E C=×105Vcm-1,开始发生雪崩击穿时的耗尽区宽度x dB= μm,求该PN结的雪崩击穿电压V B;若对该PN结外加|V|=的反向电压,则其耗尽区宽度为多少18、如果设单边突变结的雪崩击穿临界电场e C与杂质浓度无关,则为了使雪崩击穿电压V B提高1倍,发生雪崩击穿时的耗尽区宽度x dB应为原来的多少倍低掺杂区的杂质浓度应为原来的多少倍19、某突变PN结的V bi = ,当外加的反向电压时测得其势垒电容为8pF,则当外加的反向电压时其势垒电容应为多少20、某突变结的内建电势V bi = ,当外加电压V= 时的势垒电容与扩散电容分别是2pF和2×10-4pF,试求当外加电压V= 时的势垒电容与扩散电容分别是多少21、某硅突变结的n A= 1× 1016cm-3,n D= 5×1016cm-3,试计算平衡状态下的1 内建电势V bi；2 P区耗尽区宽度x p、N区耗尽区宽度x n及总的耗尽区宽度x D；3 最大电场强度εmax;22、某单边突变结在平衡状态时的势垒区宽度为x D0,试求外加反向电压应为内建电势V bi的多少倍时,才能使势垒区宽度分别达到2x d0和3x d0;23、一块同一导电类型的半导体,当掺杂浓度不均匀时,也会存在内建电场和内建电势;设一块N 型硅的两个相邻区域的施主杂质浓度分别为n D1和n D2,试推导出这两个区域之间的内建电势公式;如果n D1= 1× 1020cm-3,n D2= 1×1016cm-3,则室温下内建电势为多少24、试推导出杂质浓度为指数分布N= N0exp-x/l的中性区的内建电场表达式;若某具有这种杂质浓度分布的硅的表面杂质浓度为 1018cm-3,λ= μm,试求其内建电场的大小;再将此电场与某突变PN结的耗尽区中最大电场作比较,该突变PN结的n A= 1018cm-3,n D= 1015cm-3;25、图P2-1所示为硅PIN结的杂质浓度分布图,符号I代表本征区;1 试推导出该PIN结的内建电场表达式和各耗尽区长度的表达式,并画出内建电场分布图;2 将此PIN结的最大电场与不包含I区的PN结的最大电场进行比较;设后者的P区与N区的掺杂浓度分别与前者的P区与N区的相同;图P2-1图P2-226、某硅中的杂质浓度分布如图P2-2所示,施主杂质和受主杂质的浓度分别为N D x=10 16exp-x/ 2×10 -4cm-3和N A x= N A0exp-x/10 -4cm-31 如果要使结深x J= 1μm,则受主杂质的表面浓度n A0应为多少2 试计算结深处的杂质浓度梯度A的值;3 若将此PN结近似为线性缓变结,设V bi= ,试计算平衡时的耗尽区最大电场εmax,并画出内建电场分布图;27、试证明在一个P区电导率σp远大于N区电导率σn的PN结中,当外加正向电压时空穴电流远大于电子电流;28、已知n I2= N C N V exp-e G/kT = CkT3exp-e G0/kT,式中n C、n V分别代表导带底、价带顶的有效状态密度,e G0代表绝对零度下的禁带宽度;低温时反向饱和电流以势垒区产生电流为主;试求反向饱和电流I0与温度的关系,并求I0随温度的相对变化率dI0/dT/I0,同时画出电压一定时的I0~ T曲线;29、某P+N-N+结的雪崩击穿临界电场εc为32V/μm,当N-区的长度足够长时,击穿电压V B为144V;试求当N-区的长度缩短为3μm时的击穿电压为多少30、已知某硅单边突变结的内建电势为,当外加反向电压为时测得势垒电容为10pF,试计算当外加正向电压时的势垒电容;31、某结面积为10 -5cm2的硅单边突变结,当V bi-V为时测得其结电容为,试计算该PN结低掺杂一侧的杂质浓度为多少32、某PN结当正向电流为10mA时,室温下的小信号电导与小信号电阻各为多少当温度为100°C 时它们的值又为多少33、某单边突变P+N结的N区杂质浓度n D= 1016cm-3,N区少子扩散长度L p= 10μm,结面积A= ,外加的正向电压;试计算当N区厚度分别为100μm和3μm时存储在N区中的非平衡少子的数目;第三章双极结型晶体管填空题1、晶体管的基区输运系数是指电流与电流之比;由于少子在渡越基区的过程中会发生 ,从而使基区输运系数 ;为了提高基区输运系数,应当使基区宽度基区少子扩散长度;2、晶体管中的少子在渡越的过程中会发生 ,从而使到达集电结的少子比从发射结注入基区的少子 ;3、晶体管的注入效率是指电流与电流之比;为了提高注入效率,应当使区掺杂浓度远大于区掺杂浓度;4、晶体管的共基极直流短路电流放大系数α是指发射结偏、集电结偏时的电流与电流之比;5、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数β是指结正偏、结零偏时的电流与电流之比;6、在设计与制造晶体管时,为提高晶体管的电流放大系数,应当基区宽度, 基区掺杂浓度;7、某长方形薄层材料的方块电阻为100Ω,长度和宽度分别为300μm和60μm,则其长度方向和宽度方向上的电阻分别为和 ;若要获得1kΩ的电阻,则该材料的长度应改变为 ;8、在缓变基区晶体管的基区中会产生一个 ,它对少子在基区中的运动起到的作用,使少子的基区渡越时间 ;9、小电流时α会 ;这是由于小电流时,发射极电流中的比例增大,使注入效率下降;10、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 ,反而会使其 ;造成发射区重掺杂效应的原因是和 ;11、在异质结双极晶体管中,发射区的禁带宽度于基区的禁带宽度,从而使异质结双极晶体管的大于同质结双极晶体管的;12、当晶体管处于放大区时,理想情况下集电极电流随集电结反偏的增加而 ;但实际情况下集电极电流随集电结反偏增加而 ,这称为效应;13、当集电结反偏增加时,集电结耗尽区宽度会 ,使基区宽度 ,从而使集电极电流 ,这就是基区宽度调变效应即厄尔利效应;14、I ES是指结短路、结反偏时的极电流;15、I CS是指结短路、结反偏时的极电流;16、I CBO是指极开路、结反偏时的极电流;17、I CEO是指极开路、结反偏时的极电流;18、I EBO是指极开路、结反偏时的极电流;19、BV CBO是指极开路、结反偏,当→∞时的V CB;20、BV CEO是指极开路、结反偏,当→∞时的V CE;21、BV EBO是指极开路、结反偏,当→∞时的V EB;22、基区穿通是指当集电结反向电压增加到使耗尽区将全部占据时,集电极电流急剧增大的现象;防止基区穿通的措施是基区宽度、基区掺杂浓度;23、比较各击穿电压的大小时可知,BV CBO BV CEO ,BV CBO BV EBO;24、要降低基极电阻r bb',应当基区掺杂浓度, 基区宽度;25、无源基区重掺杂的目的是 ;26、发射极增量电阻r e的表达式是 ;室温下当发射极电流为1mA时,r e= ;27、随着信号频率的提高,晶体管的αω, βω的幅度会 ,相角会 ;28、在高频下,基区渡越时间τb对晶体管有三个作用,它们是：、和 ;29、基区渡越时间τb是指 ;当基区宽度加倍时,基区渡越时间增大到原来的倍;30、晶体管的共基极电流放大系数|αω|随频率的而下降;当晶体管的|αω|下降到时的频率,称为α的截止频率,记为 ;31、晶体管的共发射极电流放大系数|βω|随频率的而下降;当晶体管的|βω|下降到β0时的频率,称为β的 ,记为 ;32、当f>>fβ时,频率每加倍,晶体管的|βω|降到原来的；最大功率增益K pmax降到原来的 ;33、当降到1时的频率称为特征频率f T;当降到1时的频率称为最高振荡频率f M;34、当|βω|降到时的频率称为特征频率f T;当K pmax降到时的频率称为最高振荡频率f M;35、晶体管的高频优值M是与的乘积;36、晶体管在高频小信号应用时与直流应用时相比,要多考虑三个电容的作用,它们是电容、电容和电容;37、对于频率不是特别高的一般高频管,τec中以为主,这时提高特征频率f T的主要措施是 ;38、为了提高晶体管的最高振荡频率f M ,应当使特征频率f T ,基极电阻r bb' ,集电结势垒电容C TC ;39、对高频晶体管结构上的基本要求是：、、和 ;问答与计算题1、画出NPN晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的少子分布图;画出NPN晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的能带图;2、画出共基极放大区晶体管中各种电流的分布图,并说明当输入电流I e经过晶体管变成输出电流I C时,发生了哪两种亏损3、倒向晶体管的电流放大系数为什么小于正向晶体管的电流放大系数4、提高基区掺杂浓度会对晶体管的各种特性,如γ、α、β、C TE、BV EBO、V pt、V A、r bb'等产生什么影响5、减薄基区宽度会对晶体管的上述各种特性产生什么影响6、先画出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,然后再分别画出包括厄尔利效应和击穿现象的共发射极输出特性曲线图;7、画出包括基极电阻在内的双极型晶体管的简化的交流小信号等效电路;8、什么是双极晶体管的特征频率f T写出f T的表达式,并说明提高f T的各项措施;9、写出组成双极晶体管信号延迟时间τec的4个时间的表达式;其中的哪个时间与电流I e有关这使f T随I e的变化而发生怎样的变化10、说明特征频率f T的测量方法;11、什么是双极晶体管的最高振荡频率f M写出f M的表达式,说明提高f M的各项措施;12、画出高频晶体管结构的剖面图,并标出图中各部分的名称;13、某均匀基区NPN晶体管的W B= 1μm,D B= 20cm2s-1,试求此管的基区渡越时间τb;当此管的基区少子电流密度J nE = 102Acm-2时,其基区少子电荷面密度Q B为多少14、某均匀基区晶体管的W B= 2μm, L B= 10μm,试求此管的基区输运系数β之值;若将此管的基区掺杂改为如式3-28的指数分布,场因子η=6,则其β变为多少15、某均匀基区NPN晶体管的W B= 2μm, N B=1017cm-1, D B= 18cm2s-1, τB=5×10–7s,试求该管的基区输运系数β之值;又当在该管的发射结上加的正向电压,集电结短路时,该管的J nE和J nC各为多少16、某均匀基区晶体管的注入效率γ=,若将其发射结改为异质结,使基区的禁带宽度e GB比发射区的禁带宽度e GE小,则其注入效率γ变为多少若要使其γ仍为,则其有源基区方块电阻R□B1可以减小到原来的多少17、某双极型晶体管的R□B1= 1000Ω, R□E= 5Ω,基区渡越时间τb=10–9s ,当I B= 时, I C= 10mA,求该管的基区少子寿命τb;18、某晶体管的基区输运系数β=,注入效率γ=,试求此管的α与β;当此管的有源基区方块电阻R□B1乘以3,其余参数均不变时,其α与β变为多少19、某双极型晶体管当I B1= 时测得I C1 = 4mA,当I B2= 时测得I C2 = 5mA,试分别求此管当I C = 4mA时的直流电流放大系数β与小信号电流放大系数βO;20、某缓变基区NPN晶体管的BV CBO = 120V,β=81,试求此管的BV CEO;21、某高频晶体管的fβ=5MHz,当信号频率为f=40MHz时测得其|βω|=10,则当f=80MHz时|βω|为多少该管的特征频率f T为多少该管的β0为多少22、某高频晶体管的β0=50,当信号频率f为30MHz时测得|βω|=5,求此管的特征频率f T,以及当信号频率f分别为15MHz和60MHz时的|βω|之值;23、某高频晶体管的基区宽度W B=1μm,基区渡越时间τb= × 10-10s,f T=550MHz;当该管的基区宽度减为μm,其余参数都不变时,f T变为多少24、某高频晶体管的fβ=20MHz,当信号频率为f=100MHz时测得其最大功率增益为K pmax=24,则当f=200MHz时K pmax为多少该管的最高振荡频率f M为多少25、画出NPN缓变基区晶体管在平衡时和在放大区、饱和区及截止区工作时的能带图;26、画出NPN缓变基区晶体管在平衡时和在放大区、饱和区及截止区工作时的少子分布图;27、某晶体管当I B1= 时测得I C1= 4mA,当I B2= 时测得I C2= 5mA,试分别求此管当I C = 4mA时的直流电流放大系数β与增量电流放大系数β0;28、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度W B= 2μm,基区掺杂浓度n B= 5× 1016cm-3,基区少子寿命t B= 1μs,基区少子扩散系数D B= 15cm2s-1,以及从发射结注入基区的少子电流密度J nE= cm2;试计算基区中靠近发射结一侧的非平衡少子电子浓度n B0、发射结电压V BE和基区输运系数β;29、已知某硅NPN缓变基区晶体管的基区宽度W B= μm,基区少子扩散系数D B= 20cm2s-1,基区自建场因子η = 20,试计算该晶体管的基区渡越时间t b ;30、对于基区和发射区都是非均匀掺杂的晶体管,试证明其注入效率γ可表为上式中,Q EO和Q BO分别代表中性发射区和中性基区的杂质电荷总量,D e和D B分别代表中性发射区和中性基区的少子有效扩散系数;31、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度W B= μm,基区掺杂浓度n B= 1017cm-3,基区少子寿命t B= 10-7s,基区少子扩散系数D B= 18cm2s-1,发射结注入效率γ= ,发射结面积A e= 104μm2;表面和势垒区复合可以忽略;当发射结上有的正偏压时,试计算该晶体管的基极电流I B、集电极电流I C和共基极电流放大系数α分别等于多少32、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度W B= μm,基区掺杂浓度n B= 4× 1017cm-3,基区少子寿命t B= 10-6s,基区少子扩散系数D B= 18cm2s-1,发射结面积A e= 10 -5cm2;1 如果发射区为非均匀掺杂,发射区的杂质总数为Q EO/q= 8×109个原子,发射区少子扩散系数D e= 2cm2s-1,试计算此晶体管的发射结注入效率γ;2 试计算此晶体管的基区输运系数β;3 试计算此晶体管的共发射极电流放大系数β ;4 在什么条件下可以按简化公式来估算β在本题中若按此简化公式来估算β,则引入的百分误差是多少33、在N型硅片上经硼扩散后,得到集电结结深x jc= μm,有源基区方块电阻R□B1= 800Ω,再经磷扩散后,得发射结结深x je= μm,发射区方块电阻R□e= 10Ω;设基区少子寿命t B= 10-7s,基区少子扩散系数D B= 15cm2s-1,基区自建场因子η= 8,试求该晶体管的电流放大系数α与β分别为多少34、在材料种类相同,掺杂浓度分布相同,基区宽度相同的条件下,PNP晶体管和NPN晶体管相比,哪种晶体管的发射结注入效率γ较大哪种晶体管的基区输运系数β较大35、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度W B= μm,基区掺杂浓度n B= 1017cm-3,集电区掺杂浓度n C= 1016cm-3,试计算当V CB= 0时的厄尔利电压V A的值;36、有人在测晶体管的I CEO的同时,错误地用一个电流表去测基极与发射极之间的浮空电势,这时他声称测到的I CEO实质上是什么37、某高频晶体管的fβ= 20MHz,当信号频率f= 100MHz时测得其最大功率增益K pmax= 24;试求：1 该晶体管的最高振荡频率f M;2 当信号频率f为200MHz时该晶体管的K pmax之值;38、某硅NPN缓变基区晶体管的发射区杂质浓度近似为矩形分布,基区杂质浓度为指数分布,从发射结处的n B0 = 1018cm-3,下降到集电结处的n B W B= 5× 1015cm-3,基区宽度W B= 2μm,基区少子扩散系数D B= 12cm2/s,基极电阻R bb'= 75Ω,集电区杂质浓度n C = 1015cm-3,集电区宽度W C= 10μm,发射结面积A e和集电结面积A C均为5×10 -4cm2;工作点为：I e= 10mA,V CB= 6V;正偏的势垒电容可近似为零偏势垒电容的倍;试计算：1 该晶体管的四个时间常数t eb、t b、t D、t c,并比较它们的大小；2 该晶体管的特征频率f T；3 该晶体管当信号频率f= 400MHz时的最大功率增益K pmax；4 该晶体管的高频优值M；5 该晶体管的最高振荡频率f M;39、在某偏置在放大区的NPN晶体管的混合π参数中,假设Cπ完全是中性基区载流子贮存的结果,Cμ完全是集电结空间电荷区中电荷变化的结果;试问：1 当电压V CE维持常数,而集电极电流I C加倍时,基区中靠近发射结一侧的少子浓度n B0将加倍、减半、还是几乎维持不变基区宽度W B将加倍、减半、还是几乎维持不变2 由于上述参数的变化,参数R bb'、Rπ、g m、Cπ、Cμ将加倍、减半、还是几乎维持不变3 当电流I C维持常数,而集电结反向电压的值增加,使基区宽度W B减小一半时,n B0将加倍、减半还是几乎维持不变第五章绝缘栅场效应晶体管填空题1、N沟道MOSFET的衬底是型半导体,源区和漏区是型半导体,沟道中的载流子是 ;2、P沟道MOSFET的衬底是型半导体,源区和漏区是型半导体,沟道中的载流子是 ;3、当V GS=V T时,栅下的硅表面发生 ,形成连通区和区的导电沟道,在V DS的作用下产生漏极电流;4、N沟道MOSFET中,V GS越大,则沟道中的电子就越 ,沟道电阻就越 ,漏极电流就越 ;5、在N沟道MOSFET中,V T>0的称为增强型,当V GS=0时MOSFET处于状态；V T<0的称为耗尽型,当V GS=0时MOSFET处于状态;6、由于栅氧化层中通常带电荷,所以型区比型区更容易发生反型;7、要提高N沟道MOSFET的阈电压V T,应使衬底掺杂浓度n A ,使栅氧化层厚度T ox ;8、N沟道MOSFET饱和漏源电压V Dsat的表达式是 ;当V DS>=V Dsat时,MOSFET进入区,漏极电流随V DS的增加而 ;9、由于电子的迁移率μn比空穴的迁移率μp ,所以在其它条件相同时, 沟道MOSFET的I Dsat 比沟道MOSFET的大;为了使两种MOSFET的I Dsat相同,应当使N沟道MOSFET的沟道宽度 P沟道MOSFET的;10、当N沟道MOSFET的V GS<V T时,MOSFET 导电,这称为导电;11、对于一般的MOSFET,当沟道长度加倍,而其它尺寸、掺杂浓度、偏置条件等都不变时,其下列参数发生什么变化：V T、I Dsat、R on、g m ;12、由于源、漏区的掺杂浓度于沟道区的掺杂浓度,所以MOSFET源、漏PN结的耗尽区主要向区扩展,使MOSFET的源、漏穿通问题比双极型晶体管的基区穿通问题 ;13、MOSFET的跨导g m的定义是 ,它反映了对的控制能力;14、为提高跨导g m的截止角频率ωgm,应当μ, L, V GS;15、阈电压V T的短沟道效应是指,当沟道长度缩短时,V T变 ;16、在长沟道MOSFET中,漏极电流的饱和是由于 ,而在短沟道MOSFET中,漏极电流的饱和则是由于 ;17、为了避免短沟道效应,可采用按比例缩小法则,当MOSFET的沟道长度缩短一半时,其沟道宽度应 ,栅氧化层厚度应 ,源、漏区结深应 ,衬底掺杂浓度应 ;问答与计算题1、画出MOSFET的结构图和输出特性曲线图,并简要叙述MOSFET的工作原理;2、什么是MOSFET的阈电压V T写出V T的表达式,并讨论影响V T的各种因素;3、什么是MOSFET的衬底偏置效应4、什么是有效沟道长度调制效应如何抑制有效沟道长度调制效应5、什么是MOSFET的跨导g m写出g m的表达式,并讨论提高g m的措施;6、提高MOSFET的最高工作频率f T的措施是什么7、什么是MOSFET的短沟道效应8、什么是MOSFET的按比例缩小法则9、在n A = 1015cm-3的P型硅衬底上制作Al栅N沟道MOSFET,栅氧化层厚度为50nm,栅氧化层中正电荷数目的面密度为 1011cm-2,求该MOSFET的阈电压V T之值;10、某处于饱和区的N沟道MOSFET当V GS= 3V时测得I Dsat = 1mA ,当V GS= 4V时测得I Dsat = 4mA,求该管的V T 与β之值;11、某N沟道MOSFET的V T= 1V,β= 4×10-3AV-2,求当V GS= 6V,V DS分别为2V、4V、6V、8V和10V时的漏极电流之值;12、某N沟道MOSFET的V T = ,β= 6×10-3AV-2,求当V DS= 6V,V GS分别为、、、和时的漏极电流之值;13、某N沟道MOSFET的V T = ,β= 6×10-3AV-2,求当V GS分别为2V、4V、6V、8V和10V时的通导电阻R on之值;14、某N沟道MOSFET的V T = 1V,β= 4×10-3AV-2,求当V GS= 6V,V DS分别为2V、4V、6V、8V和10V 时的跨导g m之值;15、某N沟道MOSFET的V T = 1V,β= 6×10-3AV-2,求当V DS= 4V,V GS分别为2V、4V、6V、8V和10V 时漏源电导g ds之值;16、某N沟道MOSFET的沟道长度L=2μm,阈电压V T = ,电子迁移率为 320cm2/,试求当外加栅电压V GS = 5V时的饱和区跨导的截止角频率ωgm;17、某铝栅N沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为n A= 1015cm-3,栅氧化层厚度为120nm,栅氧化层中有效电荷数的面密度Q OX/Q为3× 1011cm-2;试计算其阈电压V T;18、某铝栅P沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为n D= 1015cm-3,栅氧化层的厚度为100nm,f MS= ,Q OX/q= 5× 1011cm-2;若要得到的阈电压,应采用沟道区硼离子注入;设注入深度大于沟道下耗尽区最大厚度,则所需的注入浓度为多少19、一个以高掺杂P型多晶硅为栅极的P沟道MOSFET,在源与衬底接地时阈电压V T为;当外加5V 的衬底偏压后,测得其V T为;若栅氧化层厚度为100nm,试求其衬底掺杂浓度;20、某工作于饱和区的N沟道MOSFET当V GS= 3V时测得I Dsat= 1mA ,当V GS= 4V时测得I Dsat= 4mA,试求该管的V T与β之值;21、若N沟道增强型MOSFET的源和衬底接地,栅和漏极相接,试导出描述其电流-电压特性的表达式;22、P沟Al栅MOSFET具有以下参数：T OX= 100nm,n D= 2× 1015cm-3,Q OX/q= 1011cm-2,L=3μm,Z= 50μm,μp= 230cm2V-1s-1;试计算其阈电压V T；并计算出当V GS= -4V时的饱和漏极电流;23、某N沟道MOSFET的V T= 1V,β= 4×10-3AV-2,求当V GS= 6V,V DS分别为2V、4V、6V、8V和10V时的漏极电流之值;24、将Z/L= 5,T OX= 80nm,μn= 600cm2V-1s-1的N沟道MOSFET用作可控电阻器;为了要在V DS较小时获得R on= Ω的电阻,V GS-V T应为多少这时沟道内的电子面密度Q n/Q为多少25、试求出习题19中,当外加5V的衬底偏压时,温度升高10°C所引起的阈电压的变化;26、铝栅P沟道MOSFET具有以下参数：T OX= 120nm,n D= 1× 1015cm-3,Q OX/q= 1011cm-2,L= 10μm,Z= 50μm,μp= 230cm2V-1s-1;试计算当V GS= -2V,V DS= 5V时的亚阈电流I Dsub ;27、某N沟道MOSFET的V T = ,β= 6×10-3AV-2,求当V DS= 6V,V GS分别为、、、和时的跨导之值;28、导出N沟道MOSFET饱和区跨导g ms和通导电阻R on的温度系数的表达式。

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第二章PN结填空题1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=1.5×1016cm-3，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I0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N A=1.5×1017cm-3，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（）电流三部分所组成。

11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。

12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。

每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。

13、PN结扩散电流的表达式为（）。

这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。

14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。

电子科技大学微电子专业开设课程-V1

电子科技大学微电子专业开设课程-V1
电子科技大学微电子专业开设课程
随着微电子产业的不断发展，微电子专业的教育也日渐重要。

为了满
足产业发展的需求，电子科技大学微电子专业开设了多门课程，以培
养更多优秀的微电子技术人才。

一、基础课程
1.微电子学：介绍微电子学的概念、研究范围、历史和发展现状，以
及微电子器件的原理和制造工艺。

2.集成电路设计基础：介绍集成电路设计的基本原理、方法和流程，
以及常用的EDA工具，并通过实验练习加深学生对集成电路设计的理解。

3.模拟电路设计基础：介绍模拟电路设计的基本原理、方法和流程，
以及常用的电路元件和EDA工具，通过实验练习提高学生的设计能力。

二、专业课程
1.微纳电子学：介绍微纳电子学的基本概念和最新发展动态，以及微
纳技术在集成电路、传感器、MEMS和生物芯片等领域的应用。

2.数字电路设计：介绍数字电路设计的原理和方法，包括数字电路的
分析和设计、I/O 接口的设计和测试、数字信号处理、ASIC设计和FPGA设计等内容。

3.模拟集成电路设计：介绍模拟集成电路设计的原理和方法，包括运放电路、数据转换电路、功率放大器、PLL和时钟等元件的设计。

4.射频集成电路设计：介绍射频集成电路设计的原理和方法，包括射频电路理论、射频芯片、高频传输线、滤波器和功率放大器等元件的设计。

以上课程涵盖了微电子专业的基础知识和专业技术，学生在学期间不仅可以加深对微电子学科的理解，还可以提高实践能力。

通过这些课程的学习，毕业生将具备较强的微电子技术应用能力和解决问题的能力，为微电子产业的发展做出重要贡献。

电子科技大学《微电子器件》课件PPT(3-1)

第 3 章双极结型晶体管
3.1 双极结型晶体管基础
PN 结正向电流的来源是多子，所以正向电流很大；反向电流的来源是少子，所以反向电流很小。
如果能用其他方法给反偏 PN 结Байду номын сангаас供大量少子，就能提高反偏 PN 结的电流。
给反偏 PN 结提供少子的方法之一是在其附近制作一个正偏 PN 结，使正偏 PN 结注入的少子来不及复合就被反偏 PN 结收集而形成很大的反向电流。反向电流的大小取决于其附近正偏 PN 结偏压的大小。
E
CE
C
P NP
NP N
B
B
E
C
E
C
B
B
均匀基区晶体管：基区掺杂为均匀分布。少子在基区主要作扩散运动，又称为扩散晶体管。
缓变基区晶体管：基区掺杂近似为指数分布，少子在基区主要作漂移运动，又称为漂移晶体管。
0
NE(x)
N+ P
xje
NB(x) NC
xjc
N
0 xje xjc
x
3.1.2 偏压与工作状态
PN P
通过改变正偏 PN 结的偏压来控制其附近反偏 PN 结的电流的方法称为双极晶体管效应，由此发明的双极结型晶体管获得了诺贝尔物理奖。
双极结型晶体管 ( Bipolar Junction Transistor ) 简称为双极型晶体管，或晶体管。
3.1.1 双极结型晶体管的结构
双极型晶体管有两种基本结构：PNP 型和 NPN 型，其结构示意图和在电路图中的符号如下
定义：发射结正偏，集电结零偏时的 IC 与 IE 之比，称为
共基极直流短路电流放大系数，记为，即
IC
VEB 0,VCB 0

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第二章PN结填空题1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=1.5×1016cm-3，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（）。

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N A=1.5×1017cm-3，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（）。

10、PN结的正向电流由（）电流、（）电流和（）电流三部分所组成。

11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。

12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。

每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。

13、PN结扩散电流的表达式为（）。

这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。

14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。

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第二章PN结填空题1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=1.5×1016cm-3，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（）。

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N A=1.5×1017cm-3，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（）。

10、PN结的正向电流由（）电流、（）电流和（）电流三部分所组成。

11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。

12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。

每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。

13、PN结扩散电流的表达式为（）。

这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。

14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。

“微电子器件”课程的教学方法

“微电子器件”课程的教学方法任敏;张波;张庆中;刘继芝;陈勇【摘要】本文针对我院专业基础课“微电子器件”的课堂教学,进行了教学方法的改进和创新.我们采用先定性再定量、抽象概念形象化及理论与工程实践相结合等灵活多样的教学形式,有效地提高了教学质量.其结果是有助于学生的专业素质、创新思维和动手能力的提高.【期刊名称】《电气电子教学学报》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】3页(P54-56)【关键词】微电子器件;课堂教学;教学方法【作者】任敏;张波;张庆中;刘继芝;陈勇【作者单位】电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054;电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054;电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054;电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054;电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】TN303“微电子器件”是微电子学科的理论基础课程，主要讲述微电子器件的内在机理、电学特性及特殊效应等，是学生学习本专业后续课程和将来从事集成电路设计的基础。

本课程理论性强，知识点丰富，学生普遍感到学习难度大。

同时，微电子产业的不断发展升级也对本专业学生提出了更高的要求:不但需要他们具备扎实的理论基础，更应具备较强的实践能力和创新意识。

这些都要求教师对“微电子器件”的传统教学方法进行改革和创新，传授知识的同时更要培养学生的学习和思考能力，以适应微电子行业快速的技术更新。

1 课程基本情况“微电子器件”课程教学，包括课堂讲授环节和学生实验环节，分别为60学时和12学时。

课堂教学采用文献［1］作为教材。

该教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，其内容全面，理论分析透彻和数学推导清晰。

授课内容包括:半导体基本方程、二极管、双极型晶体管与绝缘栅场效应晶体管的基本理论。

实验教学环节则主要针对上述器件的电学特性进行测试和分析，共包含5个实验:双极型晶体管直流特性的测试、绝缘栅场效应晶体管直流特性的测试、双极型晶体管特征频率的测量、双极型晶体管开关特性的测量和双极型晶体管基极电阻的测量，学生可选作其中4个实验。

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第二章PN结填空题1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为N A=×1016cm-3，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（）。

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N A=×1017cm-3，外加电压V= ，则P型区与耗尽区边界上的少子浓度n p为（）。

10、PN结的正向电流由（）电流、（）电流和（）电流三部分所组成。

11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（）。

12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（）。

每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。

13、PN结扩散电流的表达式为（）。

这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。

14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（）电流为主；当电压较高时，以（）电流为主。

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