《微电子器件》第三版习题答案
0，由此得：E1
q
s
ND (x
xi1
xn )
在 I 型区， dE2 0, dx
E2 常数 Emax
在 P型区，
dE3 dx
q
s
NA
,
E3
q
s
NA x
C3
边界条件：在
x
xi2
xp
处，E3
0，由此得：E3
q
s
NA (x
xi2
xp )
N
I
P
xi1 xn xi1 0 xi2
xi2 xp
E2 Emax E
将
N
(x)
N0
exp(
x
)
代入，得：E
kT
q
再将 kT 0.026 V, 0.4 μm 代入，得：E 650 V cm
q
1
突变结的最大电场强度表达式为：|
Emax
|
2qN0Vbi
s
2
式中：N0
NDNA ND NA
ND
1015 cm3,
Vbi
kT q
ln
NDNA ni2
0.757 V,
Vbi
1 2
Emax xn
Emax xi
1 2
Emax xp
kT q
ln
NDNA ni2
Emax
xn
2Vbi 2xi
xp
式中，xi xi1 xi2
将
xn
s Emax
qND
,
xp
s Emax
qNA
代入，解出 Emax ，得：
1
Emax
qN0 xi
s
1
2 sVbi
qN0 xi2
2
1
1
对于PN结，可令
xi
0，得：Emax
2qN0Vbi
s
2
当 xi 增大时，Emax 减小, 当 xi 时，Emax 0
20、
已知： 由于
因此
p qp NA p NA 1 n qn ND n ND
J dp
qDp ni2 Lp ND
exp
qV kT
1
J dn
qDn ni2 Ln NA
exp
qVBE kT
1
AEq2 DEni2 QEO
exp
qVBE kT
1
再根据注入效率的定义，可得：
J nE JE
J nE JnE JpE
1
J pE J nE
1
1
QBO QBE
DE DB
1
9、
IC
AE J nC
AE J nE
AE
qDBni2 WB NB
exp
qVBE kT
式中，
1
1 2
WB LB
2
1
WB2
2DB B
0.9986
将 AE 104 μm2 ， 0.9986, q 1.6 1019 C,
DB 18cm2 s1, ni 1.51010 cm3, WB 0.7 104 cm，
NB 1017 cm3,
VBE 0.7 V,
kT 0.026 V 之值代入， q
)
1
VA
| VCB 0
WB
2qN
B
(
NC
s NC
NB )Vbi
2
22、
Vbi
kT q
ln
NBNC ni2
0.026 ln
11033 2.25 1020
0.757
V
1
VA
|VCB 0 WB
2qN
B
(
NC
s NC
NB
)Vbi
2
126 V
27、 实质上是 ICS 。
39、 为提高穿通电压 Vpt ，应当增大 WB 和 NB ，但这恰好与提 高 β 相矛盾。解决方法： 使 NB >> NC ，这样集电结耗尽区主要向集电区延伸，可使 基区不易穿通。
DE 2cm2s1, DB 18cm2s1, 代入 中，得： 0.9972
(2) 1 WB2 0.9999 2DB B
(3) 0.9971， 344 1
(4) 当由基区输运造成的亏损非常小时，可假设 1，这时
可用 ' QEODB 来代替 。
QBO DE
' QEODB 360, 误差为： | e | | ' | 4.7%
E1
E3
xi1 xn xi1 0 xi2
x
xi2 xp
在
x
xi1 处，E1
Emax
q
s
ND xn ,
由此得：xn
s Emax
qND
在
x
xi2 处，E3
Emax
q
s
NA xp
,
由此得：xp
s Emax
qNA
(2) 对于无 I 型区的PN结：
xi1 0,
xi2 0,
E1
q
s
ND (x
xn ),
ni2 NB
exp
qVBE kT
，
得：VBE
kT q
ln nB (0)NB , ni2
将
kT q
、nB
(0)、NB
及 ni
之值代入，
得：VBE 0.55V
已知：
1
1 2
WB LB
2
1 WB2
2DB n
,
将n
106 s 及 WB 、DB
之值代入，得： 0.9987。
7、
b
WB2 2DB
Q n p , Dn Dp , npn pnp
1 WB2 , 2DB B
* npn
1
WB2
2Dn n
,
* pnp
1
WB2
2Dp p
Q n p ,
Dn
Dp ,
*
npn
pnp
20、当忽略基区中的少子复合及 ICEO 时，
IC InE AE
qDBni2
WB
0 NBdx
WB dWB dVCE
式中，dWB dxdB , VCE VCB VBE
因
VBE
保持不变，所以 dVCE
dVCB ,
于是：VA
WB dxdB dVCB
1
xdB
2s N
qNB
C
(
(Vbi VCB ) NC NB)
2
1
dxdB dVCB
2qNB
(NC
s NC
NB )(Vbi2 NhomakorabeaVCB
q
300
gD
10 32.3
0.309 s,
rD
1 gD
3.23
第3章
1、NPN 缓变基区晶体管在平衡时的能带图
NPN 缓变基区晶体管在放大区时的能带图
2、NPN 缓变基区晶体管在放大区时的少子分布图
pE0
nB0
pC0
3、
IC1 80
I B1
0
dIC dIB
IC IB
IC2 IC1 IB2 IB1
q 1.61019 C, S 1.0451012 F cm ,
代入 | Emax |中，得：| Emax | 1.52 104 V cm
8、(1)
N
I
P
xi1 xn xi1 0 xi2
xi2 xp
在 N型区，
dE1 dx
q
s
ND
,
E1
q
s
ND x C1
边界条件：在
x
xi1
xn
处，E1
EG (Ge) 0.66eV, ni (Ge) 2.4 1013cm3,
OX 3.98.854 1014 3.4531013 F cm
第2章
1 、在 N 区耗尽区中，高斯定理为：
Ñ r
E
r gdA
q
A
s
V NDdv
取一个圆柱形体积，底面在 PN 结的冶金结面（即原点）处，
面积为一个单位面积，顶面位于 x 处。则由高斯定理可得：
qV kT
1
Jdp Ln Dp NA Ln p NA 1 Jdn Lp Dn ND Lp n ND
24、 PN 结的正向扩散电流为
I
I0
exp
qV kT
式中的 I0 因含 ni2 而与温度关系密切，因此正向扩散电流可表为
I
C1ni2
exp
qV kT
C2
exp
EG kT
qV
于是 PN 结正向扩散电流的温度系数与相对温度系数分别为
1
xdB W xdB
2
144
1
9
3 9
2
80V
34、
已知对于单边突变结，
1
CT
A
s qN
2(Vbi
0
V
)
2
Vbi
K V
1
2
当 Vbi 0.6 V,
V 3V 时， CT
K 10 pF , 由此可得 3.6
K 10 3.6, 因此当 V 0.2 V时，
48、
IC IE ICBO
0
dIC dIE
d( IE )
dIE
IE
d
dIE
在 IE 很小或很大时，α 都会有所下降。
当
IE
很小时，d
dI E
0,
这时 α0 >α ；
当
IE
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
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（）。
模电第三版课后习题
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。
微电子器件基础第五章习题解答
p
ni
exp
Ei EFp k0T
Ei
EFp
k0T
ln
p ni
小注入下，空穴准费米能级，
Ei
E
p F
0.026ln
p0 p ni
0.026ln
2.25 105 1014 1.5 1010
0.026ln 6.67 103 0.23eV
8. 解：从题意知，P型半导体，小注入下，复合中心的电子产生率等于空穴捕获率，
第五章 非平衡载流子
1.
N Ge p 1104 s, p 1013cm3
解：
U
p
p
1013 1104
1017
cm3s1
2. 空穴在半导体内均匀产生，其产生率 g p
解： 由空穴连续性方程，
p t
Dp
2 p x2
p
E
p x
E
p p x
p p g p
3. N Si
p 1106 s
g p 1022 cm3s1 0 10cm
解： 半导体内光生非平衡空穴浓度，
p p g p 106 1022 1016 cm3s1
光照下，半导体的电导率，
0
1 pq
rn rp Nt rp rn
1 Nt rp
1 Nt rn
p
n
10. Nt 1016 cm3
解：根据PP158给出数据，
在N型硅中，金的受主能级起作用，金负离子对空穴的俘获系数，
微电子器件课后答案(第三版)
Hale Waihona Puke 得：VBE 0.55V WB2 1 WB 已知： 1 1 , 将 n 106 s 及 WB 、DB 2 LB 2 DB n
q
s
N D xn , 由此得：xn
q
s
N A xp , 由此得：xp
s Emax
qN A
(2) 对于无 I 型区的 PN 结： q xi1 0, xi2 0, E1 N D ( x xn ), s
在 x 0 处，电场达到最大， Emax q
E3 N D xn
0
AE q 2 DE ni2 1 QEO
1
再根据注入效率的定义，可得：
J pE QBO DE J nE J nE 1 1 J E J nE J pE J nE QBE DB
9、
I C AE J nC AE J nE
1 2
39、
qV I F I 0 exp kT dI F qI F gD dV kT kT 当 T 300K 时, 0.026 V, 对于 I F 10 mA 0.01 A， q 10 1 gD 0.385s, rD 2.6 26 gD kT 373 在 100C 时， 0.026 0.0323V, q 300 10 1 gD 0.309s, rD 3.23 32.3 gD
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
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。
模电课后答案 第三版
UO＝UCE＝2V。
2、临界饱和时UCES＝UBE＝0.7V，所以
七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。
1.1（1）A C（2）A（3）C（4）A
1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
1.3ui和uo的波形如图所示。
1.4ui和uo的波形如图所示。
1.20根据方程
逐点求出确定的uGS下的iD，可近似画出转移特性和输出特性。在输出特性中，将各条曲线上uGD＝UGS（off）的点连接起来，便为予夹断线。
1.21
1.22过uDS为某一确定值（如15V）作垂线，读出它与各条输出特性的交点的iD值；建立iD＝f（uGS）坐标系，根据前面所得坐标值描点连线，便可得转移特性。
（c）同时出现饱和失真和截止失真，增大VCC。
2.9（a）截止失真（b）饱和失真（c）同时出现饱和失真和截止失真
2.10（1）
（2）
2.11空载时，
2.12②①②①③
③②①③①
③③①③③
2.13（1）静态及动态分析：
(2)Ri增大，Ri≈4.1kΩ； 减小， ≈－1.92。
2.14
2.15Q点：
动态：
（d）×（e）×（f）PNP型管，上-发射极，中-基极，下-集电极。
（g）NPN型管，上-集电极，中-基极，下-发射极。
一、（1）×（2）√√（3）√×（4）×（5）√
二、（1）A A（2）D A（3）B A（4）D B（5）C B
三、（1）B D（2）C（3）A（4）A C（5）B（6）C
四、（1）IC3＝（UZ－UBEQ3）/Re3＝0.3mAIE1＝IE2＝0.15mA
微电子器件期末复习题含答案
（复合损失使小于 1β0*
小于 1）、
（时间延迟使相位滞后）和（渡越时间的分散使|βω*|减小）
。
53、基区渡越时间 b 是指（从发射结渡越到集电结所需要的平均时间）
。当基区宽度加
倍时，基区渡越时间增大到原来的（2）倍。
54、晶体管的共基极电流放大系数 随频率的（增加）而下降。当晶体管的 下
比例增大，使注入效率下降。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——4
陈卉/题目 王嘉达/答案
答案为个人整理，如有错误请 仔细甄别 ！ 厚德 博学 求是 创新
34、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（注入效率）
，反
而会使其（下降）
。造成发射区重掺杂效应的原因是（发射区禁带变窄）和（俄歇
（提高）基区掺
杂浓度。[P90]
47、比较各击穿电压的大小时可知，BVCBO（大于）BVCEO ，BVCBO（远大于）BVEBO。
48、要降低基极电阻 rbb ，应当（提高）基区掺杂浓度，
（提高）基区宽度。
49、无源基区重掺杂的目的是（为了降低体电阻）
。
微电子器件（第三版）陈星弼
电子科技大学中山学院/——5
降到（
0
）时的频率，称为 的截止频率，记为（
2
f
）。
55、晶体管的共发射极电流放大系数 随频率的（增加）而下降。当晶体管的 下
降到
1
0 时的频率，称为 的（截止频率），记为（ f ）。
2
56、当 f f 时，频率每加倍，晶体管的 降到原来的（½）
微电子器件物理答案
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 简答题 答案更正
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 -=⨯====⨯。
第三版习题解答-01
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 。（ ）
m （ 2） 因 为 N 型 半 导 体 的 多 子 是 自 由 电 子 ， 所 以 它 带 负 电 。（ ） o （ 3） PN 结 在 无 光 照 、 无 外 加 电 压 时 ， 结 电 流 为 零 。（ ）
第一章题解－9
课 后 答 案 网
1.1 3 有 两 只 晶 体 管 ，一 只 的 β ＝ 200，ICEO＝ 2 00μ A；另 一 只 的 β ＝ 1 00， ICEO＝ 10μ A， 其 它 参 数 大 致 相 同 。 你 认 为 应 选 用 哪 只 管 子 ？ 为 什 么 ？
图 P1.11
om 解 ： 波形如解图 P1.11 所示 w.khdaw.c 解图 P1.11
w1.12 在 温 度 20℃ 时 某 晶 体 管 的 ICBO＝ 2μ A， 试 问 温 度 是 60℃ 时 ICBO w≈？
解 ： 6 0 ℃ 时 I C B O ≈ IC5BO（T＝20°C）＝ 3 2 μ A 。
图 T1.4 所 示 电 路 中 UO1 和 UO2 各 为 多 少 伏 。
.khdaw 图 T1.4 www解 ： UO1 ＝ 6 V， UO2 ＝ 5 V。
第一章题解－2
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 PCM＝ 200mW， 试 画 出 它 的 过 损 耗 区 。
wIC 从 1mA 变 为 2mA， 那 么 它 的 β 约 为
。
A. 83
B. 91
C. 100