《微电子器件》第三版习题答案
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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()。
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_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
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 -=⨯====⨯。