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第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为μm，求零偏压下的总耗尽层宽度、内建电势和最大电场强度。
解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n SD x x qN dx d ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝µm x 总=x n +x p =µm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。
2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp＝τn＝10－6s ，器件的面积为×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±时的正向和反向电流。
解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =*10-16A 。
＋时，I ＝µA ， －时，I ＝*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区内存贮的少数载流子总量。
设n 型中性区的长度为1μm，空穴扩散长度为5μm。
解：P ＋>>n ，正向注入：0)(2202=---pn n n n L p p dx p p d ，得： )sinh()sinh()1(/00pnn pn kTqV n n n L x W L xW e p p p ---=- ⎰⨯=-=nnW x n n A dx p p qA Q 20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm，计算此时击穿电压。
半导体发光器件一、1. 590nm波长的光是黄光；380nm波长的光是紫光（填颜色）,可见光的波长范围是380－780 nm。
2. LED TV背光源常用到的LED芯片型号为2310，其尺寸为23mil×10mil，即584.2 um×254 um。
1mil＝25.4um3. 发光二极管的亮度用__L_符号表示,单位是cd/m² .4、目前市场主流的白光LED产品是由蓝光芯片产生的蓝光与其激发YAG荧光粉产生的黄光混合而成的，且该方面的专利技术主要掌握在日本日亚化学公司手中。
5、色温越偏蓝，色温越高（冷），偏红则色温越低（暖）。
6、对于GaAs、SiC衬底的大功率LED芯片，采用银胶来固晶；对于蓝宝石绝缘衬底的LED 芯片，采用双电极或V型型电极，利用绝缘胶来固定芯片。
7. 银胶的性能和作用主要体现在：固定芯片、导电性、导热性。
二、1. ＬＥＤ灯具的光是聚光还是散光的？（A）A. 两者都有B. 聚光C. 散光D. 两者皆无2. 对于多芯片集成的大功率LED进行封装时，下列说法错误的是（ B ）p57A. 要对LED芯片进行严格挑选，正向电压相差应在±0.1V之内，反向电压要大于10VB. 排列芯片时，要让芯片之间没有间隙C. LED芯片要保持高度一致，D. 铝基板挖槽的大小和深度，要根据芯片的多少和出光角度大小来确定3. 下列关于数码管说法中，不正确的是（D）p41A. 数码管是一种平面发光器件B. 反射罩式数码管具有字形大、用料省、组装灵活的优点C. 数码管一般采用共阴极或者共阳极电路D. 4位0.4英寸的单色数码管需要用到28个LED芯片，组成4个“日”字4. 大功率LED的L型电极封装方式中，芯片与热沉之间用的粘结材料为（B）P54A. 金锡合金或银锡合金B. 导热硅胶C. 环氧树脂D. 绝缘胶5. 光效和照度的单位分别是？（B）P104A. Lm, luxB. Lm/w, luxC. Lm, lm/wD. Lm/w,MCD6. 以下哪种指的是反向电压（D）P97A. IRB. VFC. IFD. VR7. LED路灯的设计中，需要注意的是（B）A. 灯具到达路面的亮度应该均匀B. 路面的照度应该均匀一致C. 灯具的配光曲线要符合朗伯曲线D. 路灯的亮度越高越好8.以下哪种不是LED的正极表示方式 (D )A. +B. PC. 阳极D. 阴极9.以下哪种不是发光二极管的优点 ( B )A. 体积小B. 色彩丰富 C:节能 D:单颗亮度高10.LED作为汽车的刹车灯是因为 ( C )A. 体积小B. 色彩鲜艳C. 反应速度快D. 省电11.目前我国常用蓝光芯片的材质为 ( C )A. InGaPB. InGaAsC. InGaND. InGaAl12．下列哪种材料不能作为LED的衬底材料。
半导体物理与器件课后练习题含答案1. 简答题1.1 什么是p型半导体？答案： p型半导体是指通过加入掺杂物（如硼、铝等）使得原本的n型半导体中含有空穴，从而形成的半导体材料。
具有p型性质的半导体材料被称为p型半导体。
1.2 什么是n型半导体？答案： n型半导体是指通过加入掺杂物（如磷、锑等）使得原本的p型半导体中含有更多的自由电子，从而形成的半导体材料。
具有n型性质的半导体材料被称为n型半导体。
1.3 什么是pn结？答案： pn结是指将p型半导体和n型半导体直接接触形成的结构。
在pn结的界面处，p型半导体中的空穴和n型半导体中的自由电子会相互扩散，形成空间电荷区，从而形成一定的电场。
当外加正向电压时，电子和空穴在空间电荷区中相遇，从而发生复合并产生少量电流；而当外加反向电压时，电场反向，空间电荷区扩大，从而形成一个高电阻的结，电流几乎无法通过。
2. 计算题2.1 若硅片的掺杂浓度为1e16/cm³，电子迁移率为1350 cm²/Vs，电离能为1.12 eV，则硅片的载流子浓度为多少？解题过程：根据硅片的掺杂浓度为1e16/cm³，可以判断硅片的类型为n型半导体。
因此易知载流子为自由电子。
根据电离能为1.12 eV，可以推算出自由电子的有效密度为：n = N * exp(-Eg / (2kT)) = 6.23e9/cm³其中，N为硅的密度，k为玻尔兹曼常数（1.38e-23 J/K），T为温度（假定为室温300K），Eg为硅的带隙（1.12 eV）。
因此，载流子浓度为1e16 + 6.23e9 ≈ 1e16 /cm³。
2.2 假设有一n+/p结的二极管，其中n+区的掺杂浓度为1e19/cm³，p区的掺杂浓度为1e16/cm³，假设该二极管在正向电压下的漏电流为1nA，求该二极管的有效面积。
解题过程：由于该二极管的正向电压下漏电流为1nA，因此可以利用肖特基方程计算出它的开启电压：I = I0 * (exp(qV / (nkT)) - 1)其中，I0为饱和漏电流（假定为0），q为电子电荷量，V为电压，n为调制系数（一般为1），k为玻尔兹曼常数，T为温度。
第一章、半导体器件（附答案）一、选择题1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________A. 变窄B. 基本不变C. 变宽2．设二极管的端电压为 u ，则二极管的电流方程是 ________ A. B. C.3．稳压管的稳压是其工作在 ________A. 正向导通B. 反向截止C. 反向击穿区4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________A. 结型场效应管B. 增强型 MOS 管C. 耗尽型 MOS 管5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________A. 多数载流子B. 少数载流子C. 既有多数载流子又有少数载流子6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____A. 增加B. 减少C. 不变7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测量结果 ______A. 相同B. 第一次测量植比第二次大C. 第一次测量植比第二次小8．面接触型二极管适用于 ____A. 高频检波电路B. 工频整流电路9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____A. 2CZ11B. 2CP10C. 2CW1110．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。
若其他参数不变，当温度上升到40℃，则D U 的大小将 ____A. 等于B. 大于C. 小于11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____A. 两种B. 三种C. 四种12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输出电压O U 为 _____A. 6VB. 7VC. 0VD. 1V13．将一只稳压管和一只普通二极管串联后，可得到的稳压值是（ ）A. 两种B. 三种C. 四种14．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 __（1）__，而少数载流子的浓度与 __（2）__有很大关系。
第一章 常用半导体器件 自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。
1、在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。
（ ）2、因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。
（ ）3、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ）4、处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。
（ ）5、结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS 大的特点。
（ ）6、若耗尽型N 沟道MOS 管的UGS 大于零，则其输入电阻会明显变小。
（ ） 解：1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、×二、选择正确答案填入空内。
1、PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。
A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽2、设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 。
A. ISeU B.TU U I eS C.)1e(S －TU U I3、稳压管的稳压区是其工作在 。
A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿4、当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。
A. 前者反偏、后者也反偏B. 前者正偏、后者反偏C. 前者正偏、后者也正偏 5、UGS ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。
A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：1、A 2、C 3、C 4、B 5、A C三、写出如图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD ＝0.7V 。
解：UO1≈1.3V ，UO2＝0，UO3≈－1.3V ，UO4≈2V ，UO5≈1.3V ，UO6≈－2V 。
四、已知稳压管的稳压值U Z ＝6V ，稳定电流的最小值I Zmin ＝5mA 。
求如图所示电路中U O1和U O2各为多少伏。
解：U O1＝6V ，U O2＝5V 。
五、某晶体管的输出特性曲线如图T1.5所示，其集电极最大耗散功率P CM ＝200mW ，试画出它的过损耗区。
第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为0.8μm ，求零偏压下的总耗尽层宽度、建电势和最大电场强度。
解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n S D x x qN dxd ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝1.07µm x 总=x n +x p =1.87µm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。
2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp ＝τn ＝10－6s ，器件的面积为1.2×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±0.7V 时的正向和反向电流。
解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =1.0*10-16A 。
＋0.7V 时，I ＝49.3µA ， －0.7V 时，I ＝1.0*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区存贮的少数载流子总量。
设n 型中性区的长度为1μm ，空穴扩散长度为5μm 。
解：P ＋>>n ，正向注入：0)(20202=---pn n n n L p p dx p p d ，得：)sinh()sinh()1(/00pnn pn kTqV n n n L x W L x W e p p p ---=- ⎰⨯=-=nnW x n n A dx p p qA Q 20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm ，计算此时击穿电压。
半导体器件物理复习题答案一、选择题1. 半导体材料中，导电性介于导体和绝缘体之间的是：A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体答案：C2. PN结形成后，其空间电荷区的电场方向是：A. 由N区指向P区B. 由P区指向N区C. 垂直于PN结界面D. 与PN结界面平行答案：B3. 在室温下，硅的本征载流子浓度大约是：A. \(10^{10}\) cm\(^{-3}\)B. \(10^{12}\) cm\(^{-3}\)C. \(10^{14}\) cm\(^{-3}\)D. \(10^{16}\) cm\(^{-3}\)答案：D二、简答题1. 解释什么是PN结，并简述其工作原理。
答案：PN结是由P型半导体和N型半导体接触形成的结构。
P型半导体中空穴是多数载流子，N型半导体中电子是多数载流子。
当P型和N型半导体接触时，由于扩散作用，空穴和电子会向对方区域扩散，形成空间电荷区。
在空间电荷区，由于电荷的分离，产生一个内建电场，这个电场的方向是从N区指向P区。
这个内建电场会阻止进一步的扩散，最终达到动态平衡，形成PN结。
2. 描述半导体中的扩散和漂移两种载流子运动方式。
答案：扩散是指由于浓度梯度引起的载流子从高浓度区域向低浓度区域的运动。
漂移则是指在外加电场作用下，载流子受到电场力的作用而产生的定向运动。
扩散和漂移共同决定了半导体中的电流流动。
三、计算题1. 假设一个PN结的内建电势差为0.7V，求其空间电荷区的宽度。
答案：设PN结的空间电荷区宽度为W，内建电势差为Vbi，则有：\[ V_{bi} = \frac{qN_{A}N_{D}}{2\varepsilon}W \] 其中，q是电子电荷量，\( N_{A} \)和\( N_{D} \)分别是P型和N型半导体中的掺杂浓度，\( \varepsilon \)是半导体的介电常数。
通过这个公式可以计算出空间电荷区的宽度W。
四、论述题1. 论述半导体器件中的载流子注入效应及其对器件性能的影响。
第4章：常用半导体器件-复习要点基本概念：了解半导体基本知识和PN结的形成及其单向导电性；掌握二极管的伏安特性以及单向导电性特点，理解二极管的主要参数及意义，掌握二极管电路符号；理解硅稳压管的结构和主要参数，掌握稳压管的电路符号；了解三极管的基本结构和电流放大作用，理解三极管的特性曲线及工作在放大区、饱和区和截止区特点，理解三极管的主要参数，掌握NPN型和PNP型三极管的电路符号。
分析依据和方法：二极管承受正向电压（正偏）二极管导通，承受反向电压（反偏）二极管截止。
稳压管在限流电阻作用下承受反向击穿电流时，稳压管两端电压稳定不变（施加反向电压大于稳定电压，否者，稳压管反向截止）；若稳压管承受正向电压，稳压管导通（与二极管相同）。
理想二极管和理想稳压管：作理想化处理即正向导通电压为零，反向截止电阻无穷大。
三极管工作在放大区：发射结承受正偏电压；集电结承受反偏电压；三极管工作在饱和区：发射结承受正偏电压；集电结承受正偏电压；三极管工作在截止区：发射结承受反偏电压；集电结承受反偏电压；难点：含二极管和稳压管电路分析，三极管三种工作状态判断以及三极管类型、极性和材料的判断。
一、填空题1.本征半导体中价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子，留下一个空位称为空穴，它们分别带负电和正电，称为载流子。
2.在本征半导体中掺微量的五价元素，就称为N型半导体，其多数载流子是自由电子，少数载流子是空穴，它主要依靠多数载流子导电。
3.在本征半导体中掺微量的三价元素，就称为P型半导体，其多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子，它主要依靠多数载流子导电。
4.PN结加正向电压时，有较大的电流通过，其电阻较小，加反向电压时处于截止状态，这就是PN结的单向导电性。
5.在半导体二极管中，与P区相连的电极称为正极或阳极，与N区相连的电极称为负极或阴极。
6.晶体管工作在截止区的条件是：发射结反向偏置，集电结反向偏置。
7.晶体管工作在放大区的条件是：发射结正向偏置，集电结反向偏置。
第1章常用半导体器件一、判断题（正确打“√”，错误打“×”，每题1分）1．在N型半导体中，如果掺入足够量的三价元素，可将其改型成为P型半导体。
（）2．在N型半导体中，由于多数载流子是自由电子，所以N型半导体带负电。
（）3．本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。
（）4．PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（）5．使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏，且集电结也是正偏。
（）6．晶体三极管的β值，在任何电路中都是越大越好。
( )7．模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。
( )8．稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。
( )9．发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。
( )10．光电二极管外加合适的正向电压时，可以正常发光。
( )一、判断题答案：（每题1分）1．√；2．×；3．√；4．√；5．×；6．×；7．√；8．×；9．×；10．×。
二、填空题（每题1分）1．N型半导体中的多数载流子是电子，P型半导体中的多数载流子是。
2．由于浓度不同而产生的电荷运动称为。
3．晶体二极管的核心部件是一个，它具有单向导电性。
4．二极管的单向导电性表现为：外加正向电压时，外加反向电压时截止。
5．三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置，集电结偏置。
6．场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是：场效应管的栅极G对应晶体三极管的基极b，源极S对应晶体三极管，漏极D对应晶体三极管的集电极c。
7．PN结加正向电压时，空间电荷区将。
8．稳压二极管正常工作时，在稳压管两端加上一定的电压，并且在其电路中串联一支限流电阻，在一定电流范围内表现出稳压特性，且能保证其正常可靠地工作。
9．晶体三极管三个电极的电流IE 、IB、IC的关系为：。
10．发光二极管的发光颜色决定于所用的，目前有红、绿、蓝、黄、橙等颜色。
二、填空题答案：（每题1分）1．空穴2．扩散运动3．PN结4．导通5．反向6．发射机e7．变薄8．反向9．IE ＝IB＋IC10．材料三、单项选择题（将正确的答案题号及内容一起填入横线上，每题1分）1．在本征半导体中加入元素可形成N型半导体，加入三价元素可形成P型半导体。
第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为0.8μm，求零偏压下的总耗尽层宽度、建电势和最大电场强度。
解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n SD x x qN dx d ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝1.07µm x 总=x n +x p =1.87µm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。
2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp＝τn＝10－6s ，器件的面积为1.2×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±0.7V 时的正向和反向电流。
解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =1.0*10-16A 。
＋0.7V 时，I ＝49.3µA ， －0.7V 时，I ＝1.0*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区存贮的少数载流子总量。
设n 型中性区的长度为1μm，空穴扩散长度为5μm。
解：P ＋>>n ，正向注入：0)(20202=---pn n n n L p p dx p p d ，得：)sinh()sinh()1(/00pnn pn kTqV n n n L x W L xW e p p p ---=- ⎰⨯=-=nnW x n n A dx p p qA Q 20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm，计算此时击穿电压。
解：m V N E B g c /1025.3)1.1E )q(101.14814321S7⨯=⨯=（εV qN E V BCS B 35022==εm qN V x BBS mB με5.212==n 区减少到5µm 时，V V x W x V B mBmB B9.143])(1[22/=--＝ 第三章1 一个p +-n-p 晶体管，其发射区、基区、集电区的杂质浓度分别是5×1018，1016，1015cm －3，基区宽度W B 为1.0μm，器件截面积为3mm 2。
当发射区－基区结上的正向偏压为0.5V ，集电区－基区结上反向偏压为5V 时，计算(a)中性基区宽度，(b)发射区－基区结的少数载流子浓度，(c)基区的少数载流子电荷。
解：（a ）热平衡下，建电势2ln i DA bi n N N q kT V =EB 结，V bi ＝0.857V ；m V V N N N N q x eb bi BB E ES neb με217.0)()(2=-+=CB 结，V bi ＝0.636V ；m V V N N N N q x cb bi BB E CS ncb με261.0)()(2=-+=W ＝W B －x neb －x ncb ＝0.522µm（b ）312/01073.4)0(-⨯==cm e p p kT qV n n BE（c ）C qAWp Q n B 131093.52)0(-⨯==2 推导基区杂质浓度为l x B B e N x N /)0()(-=时的基区建电场公式及基区少子浓度分布表达式。
解：不妨设为NPN 晶体管，由于基区中杂质存在浓度梯度，其多数载流子（空穴）的分布也存在浓度梯度，它使空穴作扩散运动，这一运动的产生破坏了基区中的电中性，为维持电中性，基区中就产生一电场来阻止基区中空穴的扩散运动。
电场的大小是恰好使电场产生的空穴漂移流与因杂质浓度梯度所引起的扩散流相抵消，这一电场就称为缓变基区建电场。
考虑基区中自建电场对电流的贡献，热平衡时，净空穴电流为零。
即0)()()(00=-=dxx dp qD x x p q J B pBB B pB pB εμ 由此求得εB 为 dxx dp x p D x B B pBpBB )()(1)(00⋅=με平衡时基区中的空穴浓度P B0等于基区的杂质浓度N B ，于是上式写为dx x dN x N q kT x B B B )()(1)(=ε，代入lx B B e N x N /)0()(-= 则有lq kT B 1⋅-=ε 考虑电子电流密度：dxx dn qD x x n q J B nBB B nB nB )()()(+⋅⋅=εμ 将εB （x ）代入上式，可得 ))()()()((dxx dn dx x dN x N x n qD J B B B B nB nB +⋅= 若忽略基区中空穴的复合，即J nB 为常数，我们可以用N B （x ）乘上式两端，并从x 到W B 积分，得⎰⎰=BBW xB B W xB nBnB dx dxx n x N d dx x N qD J ))()(()(近似认为在x=W B 处，n B =0，有⎰-=B W x B B nB nBB dx x N x N qD J x n )()()(积分之得到 {}]/)(ex p[1)(l x W l qD J x n B nBnBB ----= 若忽略发射极电子电流在发射结势垒区中的复合，即用J nE 代替上式中的J nB ，有{}]/)(ex p[1)(l x W l qD J x n B nBnEB ----= 3 一个硅n +－p-n 晶体管的发射区和集电区两侧的掺杂是突变的。
其发射区、基区、集电区的杂质浓度分别为1019，3×1016，5×1015cm －3，(a)求集电区－基区电压的上限，在该电压下，发射结偏置电压已不再能控制集电极电流，设基区宽度为0.5μm。
(b)若截止频率主要受少子穿过基区的渡越时间限制，求在零偏压下共基极和共发射级的电流截止频率（晶体管的发射效率为0.999，基区传输因子为0.99）。
解：（a ）热平衡下，V n N N q T k V i BC B biCB 707.0ln 2==当B bc bi BB E CS p W V V N N N N q x =-+=)()(2ε时穿通，可得：V V V PT BC 5.39==（b ）s D W nB 1121068.32-⨯==τ而f T 主要受B τ限制，GHz f BT 32.421==πτ9010=-=T T γαγαβ，MHz ff T 1.480==ββ，GHz f f T 38.4)1(0=+=βα4 一个开关晶体管，基区宽度为0.5μm，扩散系数为10cm 2/s ，基区的少数载流子寿命为10－7s ，晶体管加偏压V CC ＝5V ，负载电阻为10KΩ，若在基极上加2μA 的脉冲电流，持续时间为1μs，求基区的存贮电荷和存贮延迟时间。
解：不妨设为N ＋PN 管，)1()(/n t n B B e I t Q ττ--=在t 1时刻达到饱和，相应集电极电流为mA R V V I CCECC CS 5.0=-=s D W nB 1021025.12-⨯==τC I Q B CS S 141025.6-⨯==τs Q I t SnB n S 71016.1ln-⨯==ττ 存储电荷为C e I s Q n t n B B 13/102)1()1(--⨯=-=ττμ5. 一理想的PNP 晶体管，其发射区、基区、集电区的杂质浓度分别为1019、1017、5×1015cm-3，而少数载流子的寿命分别为10-8、10-7和10-6s ，假设器件有效横截面积A 为0.05mm 2，且射基结上正向偏压为0.6V ，请求出晶体管的共基极电流增益。
晶体管的其他参数为：D E =1cm 2/s ， Dp=10cm 2/s ， D C =2cm 2/s ， W ＝0.5μm 。
解：0γααT =6. 欲设计一双极型硅晶体管，其截止频率f T 为5GHz ，请问中性基区宽度W 需为多少？假设Dp 为10cm 2/s ，并可忽略发射极和集电极延迟。
解：PNP 管，f T 忽略E τ和C τ，主要受B τ限制，GHz f BT 521==πτpB D W 22=τ=3.2*10-11s 则：B p D W τ2==2.53*10-5cm=0.253μm第四章1、求势垒高度为0.8V 的Au －Si 肖特基二极管的空穴电流和电子电流的比值。
硅为n 型，电阻率为1Ωcm，寿命τp＝100μs，μp＝400cm 2/(Vs)。
解：电阻率为1Ωcm ，查n －Si 的电阻率和浓度的关系图可得N D ＝4.5×1015cm －3。
s cm qkTD p p /4.102==μ，m D L p p p μτ2.32==，空穴电流密度为Dp i p p N L n qD J 20=＝2.41×10－12A/cm 2,电子电流密度为kTq S Bn eT A J φ-=2*＝4.29×10－7A/cm 2，其中A *＝110A/K 2cm 2。
401062.5-⨯=Sp J J2、一个欧姆接触的面积为10－5cm 2，比接触电阻为10－6Ωcm 2，这个欧姆接触是在一个n 型硅上形成的。
若N D ＝5×1019cm －3，ФBn＝0.8V ，电子有效质量为0.26m 0,求有1A 正向电流通过时，欧姆接触上的电压降。
解：比接触电阻为10－6Ωcm 2， N D ＝5×1019cm －3，是高掺杂，因此隧道电流起主要支配作用，))(2exp(DBn S n N V m AK I η--=φε，1)])(2exp(2[--=DBn S n DS n C N m K N m ηηφεερ，其中K 是常数。
由此得到)2exp(21V N m N A m I DS n DS n Cηηεερ-=，计算得，V ＝3.53mV 。
