微电子器件与IC设计基础

什么叫扩散电容什么叫势垒电容二者有何区别试论BJT为什么具有对微弱电信号的放大能

这种由于扩散区的电荷数量随外加电压的变化力？怎样提高BJT的电流放大系数？

所产生的电容效应，称为PN结的扩散电容。基极电流的微小变化就可以引起集电极电流很大PN结的空间电荷区对两边的多数载流子都形成的变化，这也就是BJT具有对微弱电信号的放大势垒，这样就形成了电容效应，称为势垒电容。能力的原因所在。为了提高BJT的电流放大系数区别：扩散电容和势垒电容是同时存在的。PN 可以采取以下措施：①减小基区宽度②提高注入结正偏时，扩散电容大于势垒电容；PN结反偏比；③提高少子的扩散长度④提高基区杂质浓度时，扩散电容小于势垒电容梯度，即提高 。

什么是阈值电压,影响阈值电压的因素有哪些？试述M伏安特性的分段模型影响直流特性的对于增强型MODFET而言，阈值电压就是使栅因素有哪些？

氧化层下面的半导体表面刚刚出现强反型时，见图中的AB段，这一部分称为特性曲线的可栅极相对于衬底所加的电压，而对于耗尽型变电阻区

MOSFET，阈值电压就是使栅氧化层下面的导电见图中的BC段。这一部分称为特性曲线的饱

沟道刚刚出现夹断所对应的栅极电压。阈值电压和区。

的大小主要由栅氧化层下面的半导体表面的掺杂影响直流特性的因素有栅源电压、漏源电压，浓度、氧化层中的电荷、金属-半导体功函数差以从器件固有参数来看有阈值电压、沟道长度、及半导体的表面状况有关。沟道宽度、衬底掺杂浓度、载流子迁移率、氧化

层厚度、氧化层介电常数及栅区的有效面积。

导致漏源击穿的机制有哪几种？各有何特点？什么是MOSFET的跨导？怎样提高跨导？答：漏源击穿的机制主要有下面几种：沟道雪跨导分为栅跨导和衬底跨导。栅跨导是指在漏源崩击穿，寄生NPN击穿，漏源穿通等。沟道雪电压、衬源电压不变的情况下漏源电流随栅源电崩击穿的特点是漏、衬PN结上所加的电压上升压的变化率,衬底跨导是指在漏源电压、栅源电压到一定程度，发生雪崩时所导致的击穿；寄生不变的情况下漏源电流随衬源电压的变化率。因NPN击穿是指NMOSFET的源、衬、漏三个区为一般使用情况下，衬、源是短路的，所以通常

在沟道长度足够短时形成寄生NPN晶体管，该所说的跨导就是指栅跨导。

晶体管满足导通条件时就会引起漏源击穿；漏要提高跨导就得减小沟道长度，增加沟道宽度，源穿通是指漏端PN结在高反压下空间电荷区选择迁移率高的材料，增加栅区的有效面积，减展宽，使得漏源之间的中性区消失时，源端PN 小氧化层厚度等等。

结注入的载流子可以直接被漏端PN结反向电场

抽取，形成强大的电流所导致的击穿。

3.4 分析基区自建电场的来源、方向、大小及作用，并在上述诸方面与空间电荷区自建电场作比较。

来源方向大小作用

基区自建电场电离施主、

受主电荷与

该区多数载

流子电荷之

间建立的电

场。

NPN管：由

空穴指向

电离受主；

PNP管：由

电离施主

指向电子。

()

()

dx

x

dN

x

N

q

kT

E

b

1

=

阻止基区的多数载

流子由高浓度区域

向低浓度区域扩

散，同时使由发射

区注入到基区的少

子除了作扩散运动

以外又增加了漂移

运动。

空间电荷区自建电场P区的电离

受主电荷与

n区的电离

施主电荷之

间建立的电

场。

由N区的电

离施主指

向P区的电

离受主。

()()()

n

s

n

D x

x

x

x

qN

x

E<

<

-

=0

ε

ε

()

()()

<

<

-

+

=x

x

x

x

qN

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E

p

s

p

A

ε

ε

①阻止电子由N区

向P区扩散，同时

也阻止空穴由P区

向N区扩散；

②抽取P区势垒边

界的少子（电子），

同时也抽取N区势

垒边界的少子（空

穴）。

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