1、第二章1 一個硅pn擴散結在p型一側為線性緩變結，a=1019cm-4，n型一側為均勻摻雜，雜質濃度為3×1014cm3，在零偏壓下p型一側的耗盡層寬度為0.8m，求零偏壓下的總耗盡層寬度、內建電勢和最大電場強度。解：x0處E連續得xn1.07µmx總=xn+xp=1.87µm ,負號表示方向為n型一側指向p型一側。2 一個理想的p-n結，ND1018cm3，NA1016cm3，pn106s，器件的面積為1.2×105cm2，計算300K下飽和電流的理論值，±0.7V時的正向和反向電流。解：Dp9cm2/s，Dn6cm2/s，IS=A*JS=1

2、.0*10-16A。0.7V時，I49.3µA，0.7V時，I1.0*10-16A3 對于理想的硅p+-n突變結，ND1016cm3，在1V正向偏壓下，求n型中性區內存貯的少數載流子總量。設n型中性區的長度為1m，空穴擴散長度為5m。解：P>>n，正向注入：，得：4一個硅p+-n單邊突變結，ND1015cm3，求擊穿時的耗盡層寬度，若n區減小到5m，計算此時擊穿電壓。解：n區減少到5µm時，第三章1 一個p+-n-p晶體管，其發射區、基區、集電區的雜質濃度分別是5×1018，1016，1015cm3，基區寬度WB為1.0m，器件截面積為3mm2。當發射

3、區基區結上的正向偏壓為0.5V，集電區基區結上反向偏壓為5V時，計算(a)中性基區寬度，(b)發射區基區結的少數載流子濃度，(c)基區內的少數載流子電荷。解：（a）熱平衡下，內建電勢EB結，Vbi0.857V；CB結，Vbi0.636V；WWBxnebxncb0.522µm （b） （c）2 推導基區雜質濃度為時的基區內建電場公式及基區少子濃度分布表達式。解：不妨設為NPN晶體管，由于基區中雜質存在濃度梯度，其多數載流子（空穴）的分布也存在濃度梯度，它使空穴作擴散運動，這一運動的產生破壞了基區中的電中性，為維持電中性，基區中就產生一電場來阻止基區中空穴的擴散運動。電場的大小是恰好使電

4、場產生的空穴漂移流與因雜質濃度梯度所引起的擴散流相抵消，這一電場就稱為緩變基區內建電場。考慮基區中自建電場對電流的貢獻，熱平衡時，凈空穴電流為零。即由此求得B為 平衡時基區中的空穴濃度PB0等于基區的雜質濃度NB，于是上式寫為，代入 則有考慮電子電流密度： 將B（x）代入上式，可得 若忽略基區中空穴的復合，即JnB為常數，我們可以用NB（x）乘上式兩端，并從x到WB積分，得近似認為在x=WB處，nB=0，有 積分之得到 若忽略發射極電子電流在發射結勢壘區中的復合，即用JnE代替上式中的JnB，有 3 一個硅n+p-n晶體管的發射區和集電區兩側的摻雜是突變的。其發射區、基區、集電區的雜質濃度分別

5、為1019，3×1016，5×1015cm3，(a)求集電區基區電壓的上限，在該電壓下，發射結偏置電壓已不再能控制集電極電流，設基區寬度為0.5m。(b)若截止頻率主要受少子穿過基區的渡越時間限制，求在零偏壓下共基極和共發射級的電流截止頻率（晶體管的發射效率為0.999，基區傳輸因子為0.99）。解：（a）熱平衡下，當時穿通，可得：（b）而fT主要受限制，4 一個開關晶體管，基區寬度為0.5m，擴散系數為10cm2/s，基區內的少數載流子壽命為107s，晶體管加偏壓VCC5V，負載電阻為10K，若在基極上加2A的脈沖電流，持續時間為1s，求基區的存貯電荷和存貯延遲時間。解：

6、不妨設為NPN管，在t1時刻達到飽和，相應集電極電流為存儲電荷為5. 一理想的PNP晶體管，其發射區、基區、集電區的雜質濃度分別為1019、1017、5×1015cm-3，而少數載流子的壽命分別為10-8、10-7和10-6s，假設器件有效橫截面積A為0.05mm2，且射基結上正向偏壓為0.6V，請求出晶體管的共基極電流增益。晶體管的其他參數為：DE=1cm2/s， Dp=10cm2/s， DC=2cm2/s， W0.5m。 解：6. 欲設計一雙極型硅晶體管，其截止頻率fT為5GHz，請問中性基區寬度W需為多少？假設Dp為10cm2/s ，并可忽略發射極和集電極延遲。解：PNP管，f

7、T忽略和，主要受限制，=3.2*10-11s則：=2.53*10-5cm=0.253m第四章1、求勢壘高度為0.8V的AuSi肖特基二極管的空穴電流和電子電流的比值。硅為n型，電阻率為1cm，壽命p100s，p400cm2/(Vs)。解：電阻率為1cm，查nSi的電阻率和濃度的關系圖可得ND4.5×1015cm3。，空穴電流密度為2.41×1012A/cm2,電子電流密度為4.29×107A/cm2，其中A*110A/K2cm2。2、一個歐姆接觸的面積為105cm2，比接觸電阻為106cm2，這個歐姆接觸是在一個n型硅上形成的。若ND5×1019cm3，

8、Bn0.8V，電子有效質量為0.26m0,求有1A正向電流通過時，歐姆接觸上的電壓降。解：比接觸電阻為106cm2， ND5×1019cm3，是高摻雜，因此隧道電流起主要支配作用，其中K是常數。由此得到，計算得，V3.53mV。由此在流過1A的大電流下歐姆接觸結上電壓降才為3.53mV。3. 當T=300K時，考慮以金作接觸的n溝GaAs MESFET，假設勢壘高度為0.89V，n溝道濃度為2×1015cm-3，溝道厚度為0.6m，計算夾斷電壓和內建電勢。（GaAs介電常數為12.4）解： 夾斷電壓為：0.525VnGaAs材料的導帶有效態密度為4.7×1017

9、cm-3，故，內建電勢為：因此，閾值電壓也可以求得：，因此是增強型的。第五章1. 對于n溝和p溝兩種類型的n+多晶硅-SiO2-Si MOSFET，已知其襯底摻雜濃度都是1017cm-3， 其ms分別為-0.98eV和-0.18eV,Qf/q=5×1010cm-2，d10nm，試分別計算上述兩種類型MOS器件的閾值電壓。解：Si11.8， SiO23.9對n溝MOSFET的閾值電壓為其中，0.41V3.453*107F/cm21.65*10-7C/cm2 QoxQf5×1010×1.6×10198×109C/cm2代入上式得：0.29V因為VT>0，且為n溝MOSFET，所以該器件是增強型的。同理可得，pMOSFET的閾值電壓為其中，-0.41V3.453*107F/cm21.65*10-7C/cm2 QoxQf5×1010×1.6×10198×109C/cm2代入上式得：-0.54V因為VTp<0，為p溝MOSFET，所以該器件是增強型的。2. 一個n溝MOSFET，Z=300m，L=1m,溝道電子遷