1、名詞解釋以及簡答題二極管部分N型與P1、突變結：對于離子注入或在輕摻雜的原始晶片上進行淺結擴散的情況，且 型之間的過渡是陡峭的。1 / 16# / 16雜質分布x<0? N(x)=Nax>0? N(x)=NdN型和2、線性緩變結：在中等摻雜到重摻雜的原始晶片上進行深結擴散的情況，而且 P型之間的過渡是逐漸改變。3、空間耗盡區，耗盡層相似：（1）P-Si與N-si形成pn結，由于P-Si中有大量空穴，N-si中有大量電子，當結合后， P-Si的空穴擴散到 N-si中，N-si中的電子擴散到 P-Si中，從而在P-Si中形成帶負電的摻 雜，而在 N-si中形成帶正電的摻雜，也就是耗盡區

2、，其中耗盡區中存在電場，有漂移 產生，從而平衡了擴散。耗盡近似是對實際電荷分布 的理想近似F包含兩個含義;（1）在冶金結附近區域，-蠢燈緬與凈雜質濃度相比, 載流子濃度可忽略不計（2）耗盡區以外的電荷密度 處處為S1-二二+ 1鼻*|*止嶺近Rf4、正向注入（擴散）：正偏時：擴散流大于漂移流，n區電子擴散到 p區（-xp）處積累成為p區的少子；p區的空穴擴散到n區的（xn）處積累成為n區的少子。這一過程稱為正向注入。5、 反向抽取（漂移）：反偏時：p區的電子漂移到 n區，n區的空穴漂移到 p區，這一過程稱為反向抽取。6、變容二極管：工作在反偏狀態下的二極管，勢壘電容隨反偏電壓的增加而減小，稱為

3、變容二極管。7、肖特基二極管：金屬和半導體形成整流接觸時具有正向導通，反向截止的作用，稱作肖特基二極管。8、隧道二極管：n區和p區都為簡并摻雜的 pn結稱為隧道二極管。9、長二極管：pn結的p區和n區準中性區域的寬度遠大于擴散長度時，則稱這個二極管為長二極管。10、短二極管：pn結輕摻雜一側的準中性區域的寬度與擴散長度同數量級或更小時，則稱這個二極管 為窄基區二極管或短二極管11、勢壘電容Cj:形成空間電荷區的電荷隨外加電壓變化。12、 擴散電容Cd： p-n結兩邊擴散區中，當加正向偏壓時，有少子的注入，并積累電荷，它也隨外 電壓而變化擴散區的電荷數量隨外加電壓的變化所產生的電容效應。13、.

4、二極管的存貯延遲時間和反向恢復時間及其物理根源：電荷存儲和反向恢復時間：正偏時，電子從n區注入到p區，空穴從p區注入到 n區，在耗盡層邊界有少子的積累。導致p-n結內有等量的過剩電子和空穴-電荷的存儲。突然反向時，這些存儲電荷不能立即去除，消除存儲的電 荷有兩種途徑：復合和漂移。都需要經過一定時間t, p-n結才能達到反偏狀態，s這個時間為反向恢復時間14、真空能級Eo:電子完全脫離材料本身的束縛所需的最小能量15、功函數:從費米能級到真空能級的能量差16、電子親和勢：真空能級到價帶底的能量差17、少子擴散區：PN結在正偏時，則會在結的兩邊臨界處會積累電荷，使得濃度比其他地方高，從而形 成擴散

5、區，往兩邊擴散。18、雪崩擊穿：在反偏下，電子、空穴在電場作用下與耗盡區里的原子不斷地碰撞，最后到達邊界， 當反偏電壓過大時，電子的動能很大，在與耗盡區中的原子碰撞，能產生電子空穴對， 多次碰撞后，產生大量的電子空穴對，形成比較大的電流。19、齊納擊穿：在高摻雜下，PN結的耗盡層寬度很小，不大的反向電壓可在耗盡層形成很強電廠，而 直接破壞共價鍵，使價電子脫離共價鍵舒服，產生電子空穴對，致使電流劇增。20、歐姆接觸和整流接觸：（P型的就倒過來）三極管部分1、制備三極管（晶體管）的基本要求以及原因：NE»NB>NC提高發散區的發散效率基區寬度遠遠小于少子擴散長度：使基區的電子空穴復

6、合約為零。2、發射效率：發射區中多數載流子形成的電流與發射區的總電流比值。PNP|1NPN“ _ 1_'坯 - 1吐-1臨IA【Ep + /朋) IE1 Ep +尿3、基區運輸系數：集電區中多數載流子形成的電流與發射區中多數載流子形成的電流比值。PNF印4、基區寬度調制效應和基區穿通：基區準中性寬度 W隨著外加電壓 Veb和Vcb的變化而變化的現象叫做基區寬度調 制效應當基區準中性寬度 W變化為零時，也就是基區變成了耗盡區，這時基區穿通。5、發射極電流集邊效應：由于BJT存在一定的基極電阻，包括發射區正下方的基區橫向電阻和發射區以外基 區的電阻，而基極電流是在基區橫向電阻流動，這樣在基

7、極電阻上產生電壓降，使 發射區正下方基區中各點的電位不一樣，發射結邊緣相差電勢大，中心低，從而使 得發射周圍邊緣處電流密度大。6、共基極電流放大系數：共基直流增益：閔丄呂二冬十仏+勺IEpE + Jr共基交流增益：a二字二生刃 EJ/E + JpE + JrQ=（ 一）（如）（人E + 比）JnE + JpEJrEJnE 十 JpE + Jra - y/3T87、共發射極電流放大系數：共發射極直流放大系數 h =丄 h - ic - djc 交流放大系數氐3班 I松嘰兩者的關系h _4_。h二°"A-41 一務 FE 8、Icbo:發射極開路，在 CB結上加反偏電壓而使電流

8、達到飽和。9、Iceo：基極開路，使得 CB結反偏，BE結正偏，流過 CB結的飽和電壓。10、Vcbo:11、Vceo：12、三極管的四種偏置模式：偏置模式放大 飽和 截止 倒置B偏偏偏偏 C-反正反正 Bt偏偏偏偏 E-正正反反S36 / 16# / 1612、四種偏置模式下各區少子分布圖:1 1n丿 H*、廠EBC正向放大倒置放大J<4Tl飽和# / 16MOSEFT部分1、場效應：通過調節加在金屬板的電壓來調節其下的半導體的電導，從而調節半 導體的電導率2、 溝道和溝道電荷：當外加的柵電壓足夠時，形成耗盡層并在SiO2下開始積累電 荷形成反型層，這電荷連接了漏極和源極而導通，這就是

9、溝道。構成溝道的電子（空穴）就是溝道電荷。3、理想MOS管結構的基本假設：（1）在氧化物中或在氧化物和半導體之間的界面上不存在電荷。（2） 金屬和半導體之間的功函數差為零.（3）SiO2層是良好的絕緣體，能阻擋直流電流流過。因此，即使 有外加電壓，表面空間電荷區也處于熱平衡狀態，這使得整 個表面空間電荷區中費米能級為常數。4、 載流子的積累：VG<0,由于垂直表面向上的電場的作用，緊靠硅表面的空穴的 濃度大于體內熱平衡多數載流子濃度時，稱為載流子積累現象。5、載流子的耗盡：VG>0,（較小負偏置），空穴的濃度在 O-S界面附近降低，稱為空 穴被“耗盡”，留下帶負電的受主雜質。6、載

10、流子的反型：VG>VT時，表面少數載流子濃度超過多數載流子濃度，這種情 況稱為“反型”。7、MOSFET的閾值電壓、平帶電壓和夾斷電壓：（3）MOSFET的閾值電壓/仆 平帶電壓*日和夾斷電壓比涮VFB=0 VDsat=VG-VT認爭一警一甞Dsat=G-VT8溝道電導和跨導:p N %l漏或溝道電導1 IQcorilaril叫cmT/跨導或互導1 VD««tnsrsni9、MOS場效應管的類型：N溝增強型，N溝耗盡型，P溝增強型，p溝耗盡型按照反里層類型的不同，MOSFET可分四種不同的基本類型VMOSFET=若在零柵壓F詢道電導很小，柵極必須加上E向電壓才能形成洶

11、道，那么.這種器 件就是増強型N溝喲SFET。若在零偏蝦已存在1溝道，為了減d嘲道電導，柵極必須加負電壓以耗盡洶道 載流子，這樣的器件是耗盡型N溝加SFET。對于増翹Nf勾器件，要使溝道通過一定的電沆 正的鵬胃電磁頁比閾值電 壓大。而耗盡型1胸器件.在匚二0時，淘道已可硫迥很大的電流，改變柵壓可以壇加或 堿小溝道電藍。FiIOSFET：P溝増卿P溝耗盡型把電壓的極性改變一下，上述關于科勾器鴨逾可以很容剔濰廣到円勾器件。:計算題以及畫圖題P 型摻 NA=2x1015/cm3,而 N 型摻雜關于二極管：1.室溫下，處于熱平衡條件下的硅突變結，內建電壓0xp,xn 和 W x=0處的電場Ex=0處的

12、電勢ND=1015/cm3，計算：（1）（2）（3）（4）解：8 / 16# / 16<O.<X25V>=J.6S5X10 * cm(IO20m 0.614 V# / 161/?=7.31X1O*S cm衛3_心葉”畔 iVDC/A+JVl>) j 斗 * Jtp = E10 X io-4 cm9 / 16# / 16£W =門13】巧門0卩KX3 1K1 Cr巧<1 E8X8.8SX1O 14-1U2 X 10* V/ctn# / 16V<0> - &2(1.血丄01吹2><101巧0.巒樂5>00沔P<7)

13、(1 啟# / 162.給定二極管冶金結附近的摻雜分布如下圖，根據耗盡近似，畫出預期的二極管內的電荷 密度、電場和靜電勢圖解:10 / 163、p-i-n二極管如圖2所示，它是一個三層器件，其中間層為本征材料且相對較窄。假設 型和n型區域為均勻摻雜，而i層中ND-NA=O：（1）簡要畫出器件中的電荷密度、電場和靜電勢。同時畫出熱平衡條件下器件的能帶圖（2）p型和n型層之間的內建電壓是多少？并證明你的答案（3）建立電荷密度、電場和靜電勢的定量表達式解:（1）(-»«nd - weu mu be the wne ue.)inthe +代ig ihr etanne field h

14、 cnMvit m diu irpun Ow expect!1juixfioi 切c卜 rcgU蠱嗎£v%寸(v(E廠鬥廠即E %(6 一 ©丁沁以尹介理q 叫(3)電荷分布Pi JC <-XpYp £ X S -XJ2P =I 0*-xi/2 MM Jt/2卑Nd-.x/2百M衛i1 0Jf > JTn|泊松方程電場分布Y州阿蝕"> -州“心盹總曠耳幷) 7gN0©t0g-Qr3ea/®)*,-Jp 呂? W Jt2.竽 o一jti/2 W jc £ Xj/2dJCI 艸 d/K 灑k. j：i/2 S

15、x S xA設i區的電場為Eh x二x/2處的電勢為V電勢分布f dV -七(dxJkJ*VCi> V( -1(4Na/2CmXJ*jP. ”7*£ 一工/1HO = |十申S mW屮1 Vte-A - (VpMswXxn-x, j/2 空工當 X.4圖是室溫下一個 pn結二極管內的穩態載流子濃度圖，圖上標出了刻度。(1) 二極管是正偏還是反偏？并加以解釋。(2) 二極管準中性區域是否滿足小注入條件？請解釋你是如何得到答案的?(3) 確定外加電壓 V(4) 確定空穴擴散長度 LP(5) p型和n型一側摻雜濃度各是多少？解:(1) 二極管為正偏因為在耗盡層邊界處存在著積累(2)

16、満足小注入條件。準中性區域內：區：Ap= 10 心13応 101o«nQ=l Obcm-3根據pn結定律pn - n?elTI 竺誠駕"竺屮“也 2 = 0.0259 fat101?10"=。卯q 璋 q 叫佃也O)io xw(4)在區的準中性區，少子空夫在擴散rx01.6xio e= (0) 3 47x10 皿pM(5) p區：Na=10I7ciits, 11:Nd=10 叮crrr*6、給定一個平面 p+n硅突變結二極管， N型雜質濃度 ND=1013cm3,且T=300K確定(1 )二極管擊穿電壓 VBR的近似值(2) 擊穿電壓下的耗盡層寬度(3) 擊穿電壓

17、下耗盡層內的最大電場解：13 / 16(O rud trocn I ig &11, I u A20 V門用 L 囂)(£310,4)(320)814 / 16# / 16軻肛冋舲 謐一g;需蠶聘 3J3XHP V/cm二、三極管部分：1對一個具有良好放大能力的三極管的發射區（E區），基區（B區）和集電區（C區）的摻雜濃度和基區的寬度各有什么要求？為什么？解：NE»NB>NC,目的是使三極管有更大的發射效率，從而提高放大系數WB<<LB,目的是使三極管有更大的基區輸運系數，從而提高放大系數另外基區做的很薄，可以減少載流子的基區渡越時間，提高三極管的特

18、征頻率2、雙結型晶體管中ICBO和VCBO的物理意義？并畫出實驗中用晶體管圖示儀測試pnp晶體管ICBO和VCBO的電路圖解：ICBO的物理意義：三極管的發射極開路時，CB結反偏時，流過CB的反向飽和電流。VCB O的物理意義：三極管的發射極開路時，能加在集電極-基極間的最大反向電壓，即CB端的擊穿電壓。測試電路圖如下:BJEBcfiPnPftJ1三騒詢示墳53解釋三極管的“發射效率”和“基區輸運系數”的物理意義？ 解：發射效率：發射區的多子擴散到基區形成的電流分量與流過發射極的總電流的比值。基區輸運系數：發射區多子擴散到基區， 又穿過基區到達集電區形成的電流分量與發 射區多子擴散到基區形成的

19、電流分量的比值。4. 逅倫I畫出為 ±2和蕓 R 兩種情況下處于放大模式偏宜 的口opBJTM 區中的護藪羲流子分祁D5、三極管的基區做成緩變基區的優點是什么？在基區形成內建電場，在內建電場的作用下，從發射區擴散到基區的載流子可以更快 的傳輸到發射區，提高基區傳輸因子，減少基區渡越時間，從而可以提高三極管的放 大系數和特征頻率。6、pnpBJT準中性區域中的少子分布如下圖所示，確定：(a) VEB是正偏還是反偏？為什么？(b) VCB是正偏還是反偏？其外加的偏壓等于多少？(c) 該pnpBJT工作在什么偏置模式？(d) 定性畫出該三極管處于飽和工作模式下的少子分布圖1*! /to -1 - -1 BJ-ic解:(1) 結反偏，因為耗盡層邊界的少子處于被耗盡的狀態。(2) CB結正偏WMMZPbO =嚴討朋丁_ 1()Vcb =Jn(H)二(0-0259) ln(l 1) = 0.062 V(3) 該三極管工作在反向放大工