微电子器件基础第六章习题解答课件
电子科技大学《微电子器件》课件PPT微电子器件(3-10)
CTE↓
① ②
AE↓ ( NB↓(
l↓, s↓ ) 但会使
rbb’↑，VA↓)
要使 b↓，应： (1) WB↓( 但会使 rbb’↑，VA↓，且受工艺限制)
(2) η↑ ( 采用平面工艺 )
要使 d↓，应：xdc↓ →NC↑( 但会使 BVCBO↓, CTC↑)
要使 c↓，应：
(1) rcs↓
① ② ③
fT
rbb fT Le
2
CTC
3.10.3 高频晶体管的结构
由
M
fT
8 rbbCTC
可知，要提高 M ，应提高 fT ，降低 rbb’
和 CTC，因此应该采用由平面工艺制成的硅 NPN 管，并采用细
线条的多基极条和多发射极条结构。
l B E B E B ….…
S
提高 M 的各项具体措施及其副作用
除以上主要矛盾外，还存在一些相对次要的其它矛盾，在 进行高频晶体管的设计时需权衡利弊后做折衷考虑。
3.11 双极晶体管的开关特性
（自学）
3.12 SPICE 中的双极晶体管模型
（自学）
3.10 功率增益和最高振荡频率
3.10.1 高频功率增益与高频优值
利用上一节得到的共发射极高频小信号 T 形等效电路，可以 求出晶体管的高频功率增益。先对等效电路进行简化。
与 re 并联的 Cπ可略去，又因 re << rbb’ ，re 可近似为短路。
再来简化
Zc
Zcb
1 ω
,
1 Zcb
1 rμ
(3) 对 NC 的要求
减小 d 及 rcs 与减小 CTC及提高 BVCBO 对 NC 有矛盾的要求。
这可通过在重掺杂 N+ 衬底上生长一层轻掺杂 N- 外延层来缓解。 外延层厚度与衬底厚度的典型值分别为 10 m 与 200 m 。
微电子器件基础题
微电子器件基础题“微电子器件”课程复习题一、填空题1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为163A 1.510cm N -=?，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（）和（）。
2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（负）电荷，N 区一侧带（正）电荷。
内建电场的方向是从（N ）区指向（P ）区。
3、当采用耗尽近似时，N 型耗尽区中的泊松方程为（）。
由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（）。
4、PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（短），内建电场的最大值就越（大），内建电势V bi 就越（大），反向饱和电流I 0就越（小），势垒电容C T 就越（），雪崩击穿电压就越（低）。
5、硅突变结内建电势V bi 可表为（），在室温下的典型值为（0.8）伏特。
6、当对PN 结外加正向电压时，其势垒区宽度会（减小），势垒区的势垒高度会（降低）。
7、当对PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（变宽），势垒区的势垒高度会（增高）。
8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p 与外加电压V 之间的关系可表示为（）。
若P 型区的掺杂浓度173A 1.510cm N -=?，外加电压V = 0.52V ，则P 型区与耗尽区边界上的少子浓度n p 为（）。
9、当对PN 结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（高）；当对PN 结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（低）。
10、PN 结的正向电流由（空穴扩散Jdp ）电流、（电子扩散电流Jdn ）电流和（势垒区复合电流Jr ）电流三部分所组成。
11、PN 结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（多子）；PN 结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（少子）。
12、当对PN 结外加正向电压时，由N 区注入P 区的非平衡电子一边向前扩散，一边（复合）。
每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（）。
微电子技术基础 全册习题解答
微电子技术基础全册习题解答第1章习题解答1．微电子学主要以半导体材料的研究为基础，以实现电路和系统的集成为目的，构建各类复杂的微小化的芯片，其涵盖范围非常广泛，包括各类集成电路（Integrated Circuit，IC）、微型传感器、光电器件及特殊的分离器件等。
2．数字集成电路、模拟集成电路、数模混合集成电路。
3．设计、制造、封装、测试。
4．微机电系统是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统及电源于一体的系统。
典型应用包括微加速度计、微磁力计、微陀螺仪等。
第2章习题解答1．（100）平面：4.83Å，（110）平面：6.83Å2．略。
3．略。
4．硅的原子密度约为5×1022/cm3，硅外层有四个价电子，故价电子密度为2×1023/cm3 5．N型掺杂杂质：P、As、Sb，P型掺杂杂质：B、Al、Ga、In6．As有5个价电子，为施主杂质，形成N型半导体7．当半导体中同时存在施主和受主杂质时，会发生杂杂质补偿作用，在实际工艺中杂质补偿作用使用的非常广泛，例如在P阱结构中制备NMOS管8．理想半导体假设晶格原子严格按周期性排列并静止在格点位置上，实际半导体中原子不是静止的，而是在其平衡位置附近振动。
理想半导体是纯净不含杂质的，实际半导体含有若干杂质。
理想半导体的晶格结构是完整的，实际半导体中存在点缺陷，线缺陷和面缺陷等。
9．费米能级用于衡量一定温度下，电子在各个量子态上的统计分布。
数值上费米能级是温度为绝对零度时固体能带中充满电子的最高能级。
10．状态密度函数表示能带中能量E附近每单位能量间隔内的量子态数。
11．费米-狄拉克概率函数表示热平衡状态下电子（服从泡利不相容原理的费米子）在不同能量的量子态上统计分布概率。
12．1.5k0T：费米函数0.182，玻尔兹曼函数0.2334k0T：费米函数0.018，玻尔兹曼函数0.018310k0T：费米函数4.54×10-5，玻尔兹曼函数4.54×10-513．所以假设硅的本征费米能级位于禁带中央是合理的14．假设杂质全部由强电离区的E FN D=1019/cm3；E F=E c-0.027eV15．未电离杂质占的百分比为得出：T=37.1K16．本征载流子浓度：1013/cm 3，多子浓度： 1.62×1013/cm 3，少子浓度：6.17×1012/cm 3，E F -E i =0.017eV17．*pC V 0i F *n 3ln 24m E E k T E E m +==+，当温度较小时，第二项整体数值较小，本征费米能级可近似认为处于禁带中央。
电子技术基础(模拟部分)第6章 课件
模拟电子技术
例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
负反馈
C1
RC
+VCC
if
Rf
－
C2
＋
vi
vo
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
模拟电子技术
例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
RC 并联反馈 +VCC
模拟电子技术
乘方运算电路 从理论上讲，用多个乘法器串联可组成 任意次幂的运算电路。
Tan Yueheng
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Hengyang normal university
模拟电子技术
除法运算电路
除法运算电路由一个运算放大器和一个 模拟乘法器组合而成。根据“虚断”，有
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
Hengyang normal university
模拟电子技术
电压反馈和电流反馈
电压反馈采样的两种形式：
vo
vo
RL
RL
反馈信号与输出电压成正比
Tan Yueheng Department of P.&E.I.S Hengyang normal university
Tan Yueheng Department of P.&E.I.S Hengyang normal university
模拟电子技术
反馈的基本概念
RE起反馈作用
Tan Yueheng
Department of P.&E.I.S
电路电子学第六章习题答案
6-2用数字万用表测试一个二极管，怎样确定它的阳极和阴极？怎样判断二极管的性能好坏？用万用表的红表笔接二极管的其中一极，万用表的黑表笔接二极管的另一极，测量电阻，如通或电阻较小约1K；则万用表的红表笔接二极管的阳极，万用表的黑表笔接二极管的阴极。
交换二极管极性再测量电阻，如不通或电阻很大，则二极管质量好。
如果两极皆通或皆不通，则二极管已损坏。
6-3二极管VD 左侧的电位高于右侧的电位（-5V>-10V ）, 二极管VD 正向电压，导通。
V U O 5−=二极管VD1左侧的电位高于右侧的电位（0V>-10V ）,二极管VD2左侧的电位高于右侧的电位（-5V>-10V ）,)5)10(5()10)10(0(21V V V U V V U VD VD =−−−>=−− 先判断电压差大的二极管，二极管VD1正向电压，导通。
二极管VD2反向电压，截止。
V U O 0=三极管有四种工作状态：损坏、截止、放大、饱和发射结正向偏置电压，且刚好为V V V U BE 7.007.0=−=（硅管）,正常工作； 集电极反向偏置电压，NPN 型E B C V V V >>>.三极管处于放大区。
发射结反向偏置电压，)10()2(V V V V E B +=<+=，截止 三极管处于截止区。
发射结正向偏置电压，且刚好为V V V U BE 7.0107.10=−=（硅管）,正常工作； 但集电极偏置电压不够大，处于正向偏置电压，.B C V V ≈ 三极管处于饱和区。
发射结正向偏置电压，且刚好为V V V U BE 3.0)3.1()1(=−−−=（锗管）,正常工作； 集电极反向偏置电压，PNP 型E B C V V V <<<.三极管处于放大区。
发射结正向偏置电压，但正向偏置电压V V V V U BE 7.0505>>=−=发射结正向偏置电压不是0.7V(硅管)或0.3V（锗管）,三极管发射结已损坏。
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微电子器件基础题13页word文档“微电子器件”课程复习题一、填空题1、若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为163A 1.510cm N -=?，则室温下该区的平衡多子浓度p p0与平衡少子浓度n p0分别为（）和（）。
2、在PN 结的空间电荷区中，P 区一侧带（负）电荷，N 区一侧带（正）电荷。
内建电场的方向是从（N ）区指向（P ）区。
3、当采用耗尽近似时，N 型耗尽区中的泊松方程为（）。
由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（）。
4、PN 结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（短），内建电场的最大值就越（大），内建电势V bi 就越（大），反向饱和电流I 0就越（小），势垒电容C T 就越（），雪崩击穿电压就越（低）。
5、硅突变结内建电势V bi 可表为（），在室温下的典型值为（0.8）伏特。
6、当对PN 结外加正向电压时，其势垒区宽度会（减小），势垒区的势垒高度会（降低）。
7、当对PN 结外加反向电压时，其势垒区宽度会（变宽），势垒区的势垒高度会（增高）。
8、在P 型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度n p 与外加电压V 之间的关系可表示为（）。
若P 型区的掺杂浓度173A 1.510cm N -=?，外加电压V = 0.52V ，则P 型区与耗尽区边界上的少子浓度n p 为（）。
9、当对PN 结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（高）；当对PN 结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（低）。
10、PN 结的正向电流由（空穴扩散Jdp ）电流、（电子扩散电流Jdn ）电流和（势垒区复合电流Jr ）电流三部分所组成。
11、PN 结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（多子）；PN 结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（少子）。
12、当对PN 结外加正向电压时，由N 区注入P 区的非平衡电子一边向前扩散，一边（复合）。
电路与模拟电子技术 第六章习题解答
第六章二极管与晶体管6.1半导体导电和导体导电的主要差别有哪几点？答：半导体导电和导体导电的主要差别有三点，一是参与导电的载流子不同，半导体中有电子和空穴参与导电，而导体只有电子参与导电；二是导电能力不同，在相同温度下，导体的导电能力比半导体的导电能力强得多；三是导电能力随温度的变化不同，半导体的导电能力随温度升高而增强，而导体的导电能力随温度升高而降低，且在常温下变化很小。
6.2杂质半导体中的多数载流子和少数载流子是如何产生的？杂质半导体中少数载流子的浓度与本征半导体中载流子的浓度相比，哪个大？为什么？答：杂质半导体中的多数载流子主要是由杂质提供的，少数载流子是由本征激发产生的，由于掺杂后多数载流子与原本征激发的少数载流子的复合作用，杂质半导体中少数载流子的浓度要较本征半导体中载流子的浓度小一些。
6.3什么是二极管的死区电压？它是如何产生的？硅管和锗管的死区电压的典型值是多少？答：当加在二极管上的正向电压小于某一数值时，二极管电流非常小，只有当正向电压大于该数值后，电流随所加电压的增大而迅速增大，该电压称为二极管的死区电压，它是由二极管中PN的内电场引起的。
硅管和锗管的死区电压的典型值分别是0.7V和0.3V。
6.4为什么二极管的反向饱和电流与外加电压基本无关，而当环境温度升高时又显著增大？答：二极管的反向饱和电流是由半导体材料中少数载流子的浓度决定的，当反向电压超过零点几伏后，少数载流子全部参与了导电，此时增大反向电压，二极管电流基本不变；而当温度升高时，本征激发产生的少数载流子浓度会显著增大，二极管的反向饱和电流随之增大。
6.5怎样用万用表判断二极管的阳极和阴极以及管子的好坏。
答：万用表在二极管档时，红表笔接内部电池的正极，黑表笔接电池负极（模拟万用表相反），测量时，若万用表有读数，而当表笔反接时万用表无读数，则说明二极管是好的，万用表有读数时，与红表笔连接的一端是阳极；若万用表正接和反接时，均无读数或均有读数，则说明二极管已烧坏或已击穿。
微电子器件(3-6)
NE NB
N
+ B
R口B 3
x
+ jC
NC
IB
y
0
Sb
∫ R口B 3
=
qμn
1
N dx X
+ jC
+
0
B
用类似于求 rb’ 的方法，
得：
rcb=Βιβλιοθήκη Sb 3lR口 B 3
2) 双基极条
− Se 2
Ib ( y) IB 2
0
Se 2
Ib(y) =
1 2
I
B
1 2
S
e
=
IB Se
y,
∫ Pb′
=
2
1 2
Se
d
2 S
−
d
2 B
)
dr 段上的电阻为：
dr
2π r
R口 B 2
,
∫ rb =
dB
2 se
2
R口 B 2 dr
2π r
= R口 B 2 ln d B
2π
Se
3、工作基区电阻 rb’ 与基极接触区下的电阻 rcb
在产生电阻 rb’ 与 rcb 的基区 内，基极电流是随距离变化的分 布电流 Ib(y) ，因此这个区域内 的基极电阻是分布参数而不是集 中参数。
分布电流为 Ib ( y)
dy 段上的电阻为
= dy l
IB y, Se R口B1
,
Ib ( y) 在 dy 段电阻上消耗的功率
为： 于是有：
I
2 b
(
y
)
dy l
R口B1
=
(IB Se
)2
y2