2016年电子科技大学832微电子器件真题

电子科技大学

2016年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目：832 微电子器件

注：所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。

一、填空题（共44分，每空1分）

1、PN结的内建电势也称为扩散电势，是指耗尽区中从（）处到

（）处的电位差。掺杂浓度越高，内建电势将越（）。2、根据耗尽近似和中性近似，在PN结势垒区内，（）已完全耗尽；而在势垒区

之外，（）浓度等于电离杂质浓度，维持电中性。

3、在相同的电场强度和温度下，锗材料和硅材料相比较，碰撞电离率更高的是（），其原因是它的（）更小。

4、在计算实际PN结的雪崩击穿电压或势垒电容时，如果结两侧掺杂浓度相差较小，浓度

梯度较小，而结深较大时，则可将其近似为（）结求解。

5、温度升高时，PN结的齐纳击穿电压会（），因为（）随温度升高减小了。

6、一个PN结二极管在制备完成后对其进行了电子辐照，该二极管的反向恢复时间将

（），原因是电子辐照在半导体中引入了（）。

7、当PN结的正向电流增大时，其直流增量电阻会（），扩散电容会（）。

（填“变大”，“变小”或“不变”）

8、双极型晶体管的基区宽度越小，其共发射极增量输出电阻越（），厄尔利电压

越（）。（填“大”或“小”）

9、双极型晶体管的发射结注入效率是指（）电流与

（）电流之比。

10、双极型晶体管的基区发生大注入时，由于基区载流子浓度急剧增加，其发射结注入效率

γ会（）；同时，和PN结大注入相类似，基区内会发生（）效应。

11、高频双极型晶体管的工作频率范围一般在：（）< f <（）。

12、双极型晶体管的高频优值是指（）与（）的乘积。

13、小电流时，双极型晶体管的电流放大系数会下降，这是由于（）在（）中所占的比例增加所引起的。

14、MOS结构中，半导体的表面势是指从（）到（）的电势差。一般来说，实际MOS结构的表面势是（）零的，这主要是由于

（）以及（）所引起。（第三个空填“>”、“<”或“=”）

15、为了降低栅氧化层电荷的影响，MOSFET通常会采用（）晶面来制作。

16、为了提高MOSFET的饱和区跨导，应该（）栅源电压，（）栅氧化层厚度，（）沟道宽长比。

17、当短沟道MOSFET的沟道载流子发生速度饱和时，提高其栅源电压，将引起饱和区跨导（）。（填“变大”，“变小”或“不变”）

18、半导体表面发生强反型是指（）浓度等于或超过（）浓度。

19、实际MOSFET的饱和区漏极电流I Dsat并不饱和，而是会随V DS的增加略有增加，其原

因是（）和（）。

20、温度降低将引起MOSFET的阈值电压（），BJT的发射结正向导通压降

（）。

21、MOSFET完全开启之后，其漏极电流主要由载流子在反型沟道中通过（）

运动从源端流到漏端形成的；而MOSFET处于亚阈区时，亚阈区电流主要由载流子在沟道区中通过（）运动被漏端收集形成的。

二、简答与作图题(共54分)

1、请画出PN结二极管的交流小信号等效电路，并指出等效电路中各元件的名称。（6分）

2、简要叙述PN结空间电荷区从形成到稳定的过程。（6分）

3、下图是一个npn 双极型晶体管在不同直流偏置下测试获得的特征频率示意图。（8分）

（1）请解释为什么在Ic 过大和过小时，特征频率都会出现下降？

（2）图中两条曲线a 和b 分别是V BC ＝－0.5V 和－2V 的测试结果，请指出每条曲线对应的V BC 的值，并解释原因。

I C (mA)

0100

101000

100

4、现有一个以平面工艺制备的缓变基区npn 晶体管，请指出以下哪一个图符合该晶体管处于放大状态时的基区少子分布示意图，并解释原因。（6分）

0W B n B (x)（a ） B

n B (x)

（b ）

W B n B (x)

（c ）0W B n B (x)

（d ）

5、当双极型晶体管对高频小信号进行放大时，其高频小信号基区输运系数将随频率发生变

化，这主要是由于少子的基区渡越时间引起的。请说明少子基区渡越时间对基区输运过程的主要影响。（6分）

6、（1）请画出一个PMOS的结构示意图，并标出各主要区域的掺杂类型；

（2）要保证该器件正常开启，S、D、G、B各电极的电位应如何连接？

（3）假设S和B的电位相同，画出该器件当V G=V T时MOS结构的能带图。

（4）如果S的电位高于B，|VT| 与V SB=0时的|VT|相比将如何变化？如果S的电位低于B，|VT| 与V SB=0时的|VT|相比又将如何变化？（10分）

7、在对某长沟道NMOS的漏源击穿电压进行测试时，发现栅极的偏置电压会影响漏源击穿电压。请问当V GS增大时，漏源击穿电压将如何变化？为什么会发生这样的变化？（6分）

8、请解释短沟道MOSFET的DIBL效应产生的物理机制及造成的负面影响。（6分）

三、计算题（共52分）

1、某单边突变P+N结，其结面积为0.01cm2，N型区掺杂浓度为5×1016cm-3，N型区少子扩散长度为10μm，少子寿命为1μs，N型区厚度为5μm。本征载流子浓度n i=1×1010cm-3（1）写出N型区少子扩散方程的表达式。

（2）如果外加0.6V的正向电压，画出N型区少子浓度分布示意图并进行必要的标注，求出此时存储在N型区中的非平衡少子总数。（9分）

2、某突变PN结的内建电势V bi = 0.7V，当外加电压V = 0.3V时的势垒电容与扩散电容分别是5pF和0.2pF，试求：

（1）当外加电压V = 0.5V时的势垒电容与扩散电容分别是多少？

（2）当外加电压V = -5.3V时的势垒电容与扩散电容又分别是多少？（12分）

3、在N型硅片上进行硼扩散后，得到集电结结深为2.5μm，有源基区方块电阻为1000Ω/□，再进行磷扩散，得到发射结结深为1.5μm，发射结结面积为1×10-4cm2，发射区方块电阻为10Ω/□。基区自建场因子η=6。基区电子和空穴的扩散系数分别为D n= 25cm2/s和D p=10cm2/s，电子和空穴的寿命分别为τn= 1μs和τp=1.5μs，电子电荷量为1.6×10-19C。求：

（1）扩散到发射区的磷杂质总量为多少（忽略杂质补偿的影响）？

（2）基区少子的渡越时间

（3）晶体管的电流放大系数α和β （14分）

4、某耗尽型N沟道MOSFET，其增益因子β=2.5×10-2A V-2，饱和漏极电流I DSS＝0.05A。

求：

（1）器件的阈电压V T

（2）当V G=V D=5V时，求此时的漏极电流。（6分）

5、某N沟道MOSFET，其沟道宽长比Z/L=10，T ox=50nm，沟道迁移率μn=500cm2V-1s-1，

氧化层介电常数εox=3.45×10-13F/cm。求：

（1）如果将该器件作为可控电阻器来使用，对V DS有什么样的要求？如果要获得2kΩ的电阻，（V GS-V T）应设置为多少？此时沟道内的电子面密度Q n/-q为多少？电子电荷量为

1.6×10-19C。

（2）如果将该器件用作信号放大，对V DS又有什么样的要求？如果此时要获得3mS（豪西门子）的跨导，（V GS-V T）又应设置为多少？(11分)

微电子器件_刘刚前三章课后答案

课后习题答案 1.1 为什么经典物理无法准确描述电子的状态？在量子力学中又是用什么方法来描述的？解：在经典物理中，粒子和波是被区分的。然而，电子和光子是微观粒子，具有波粒二象性。因此，经典物理无法准确描述电子的状态。在量子力学中，粒子具有波粒二象性，其能量和动量是通过这样一个常数来与物质波的频率ω和波矢建立联系的，即 c h p h E ====υω υ 上述等式的左边描述的是粒子的能量和动量，右边描述的则是粒子波动性的频率ω和波矢。 1.2 量子力学中用什么来描述波函数的时空变化规律？解：波函数ψ是空间和时间的复函数。与经典物理不同的是，它描述的不是实在的物理量的波动，而是粒子在空间的概率分布，是一种几率波。如果用()t r ,ψ表示粒子的德布洛意波的振幅，以()()()t r t r t r ,,,2 ψψψ*=表示波的强度，那么，t 时刻在r 附近的小体积元z y x ???中检测到粒子的概率正比于()z y x t r ???2,ψ。

1.3 试从能带的角度说明导体、半导体和绝缘体在导电性能上的差异。解：如图1.3所示，从能带的观点来看，半导体和绝缘体都存在着禁带，绝缘体因其禁带宽度较大 (6~7eV)，室温下本征激发的载流子近乎为零，所以绝缘体室温下不能导电。半导体禁带宽度较小，只有1~2eV ，室温下已经有一定数量的电子从价带激发到导带。所以半导体在室温下就有一定的导电能力。而导体没有禁带，导带与价带重迭在一起，或者存在半满带，因此室温下导体就具有良好的导电能力。 1.4 为什么说本征载流子浓度与温度有关？解：本征半导体中所有载流子都来源于价带电子的本征激发。由此产生的载流子称为本征载流子。本征激发过程中电子和空穴是同时出现的，数量相等，i n p n ==00。对于某一确定的半导体材料，其本征载流子浓度为kT E V C i g e N N p n n ==002 式中，N C ，N V 以及Eg 都是随着温度变化的，所以，本征载流子浓度也是随着温度变化的。 1.5 什么是施主杂质能级？什么是受主杂质能级？它们有何异同？

832微电子器件-电子科技大学2015硕士入学考试真题

电子科技大学 2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题电子科技大学2016年硕士研究生入学考试初试自命题科目及代码汇总 ?111单独考试政治理论 ?241法语(二外) ?242德语(二外) ?243日语(二外) ?244英语(二外仅日语方向) ?288单独考试英语 ?601数学分析 ?602高等数学 ?613分子生物学 ?615日语水平测试 ?616公共管理综合 ?621英语水平测试 ?622心理学综合 ?623新闻传播理论 ?625宪法学 ?688单独考试高等数学 ?689西方行政史 ?690中国近现代史 ?691政治学原理 ?692数学物理基础?694生物学综合 ?694生物学综合 ?695口腔综合 ?804行政法与行政诉讼法学 ?805新闻传播实务 ?806行政管理综合 ?808金融学基础 ?809管理学原理 ?811大学物理 ?812地理信息系统基础 ?813电磁场与电磁波 ?814电力电子技术 ?815电路分析基础 ?818固体物理 ?820计算机专业基础 ?821经济学基础 ?824理论力学 ?825密码学基础与网络安全 ?830数字图像处理 ?831通信与信号系统 ?832微电子器件 ?834物理化学 ?835线性代数 ?836信号与系统和数字电路 ?839自动控制原理 ?840物理光学 ?845英美文学基础知识及运用 ?846英语语言学基础知识及运用 ?847日语专业基础知识及应用 ?852近代物理基础 ?853细胞生物学 ?854国际政治学 ?855辩证唯物主义和历史唯物主义 ?856测控通信原理 ?857概率论与数理统计 ?858信号与系统 ?859测控通信基础 ?860软件工程学科基础综合

微电子器件与IC设计基础第二版第1章习题

第一章思考题： 1.1简单解释原子能级和晶体能带之间的联系和区别。答：在孤立原子中，原子核外面的电子受到这个原子核所带正电荷的作用，按其能量的大小分布在不同的电子轨道上绕核运转。原子中不同轨道上电子能量的大小用彼此有一定间隔的横线段组成的能级图来表示（见图1.1b）。能级的位置越高，表示该能级上电子的能量就越大。原子结合成晶体后，一个原子核外的电子除了受到这个原子核所带正电荷以及核外电子所带负电荷的作用以外，还要受到这个原子周围其它原子所带正负电荷的作用。也就是说，晶体中的电子是在原子核的正电荷形成的周期性势场中作如图 1.1（a）中箭头所示的共有化运动。正因为如此，原来描述孤立原子中电子能量大小的能级就被分裂成为一系列彼此相距很近的准连续的能级，其形状好似一条条反映电子能量大小的带子，故称之为能带，见图1.1（b）。 1.2以硅为例，解释什么是施主杂质和施主能级？什么是受主杂质和受主能级？答：以硅为例，见图1.2（a），如果在单晶硅中掺入Ⅴ族元素的杂质磷（P+），磷原子()P将取代Ⅳ族的硅(Si)原子的位置而成为所谓的施主杂质。因为磷原子外层有五个价电子，它和周围的四个硅原子形成共价键后还多出一个电子，这个多余的电子受到磷原子核的微弱束缚力而绕着该原子核做一定半径的圆周运动，它只需要吸收很小的能量（百分之几个电子伏特）就能挣脱磷原子核的束缚而成为可以在整个晶体中运动的准自由电子，原来的磷原子则成为了磷离子()+P，称之为正电中心。从电子能量大小的观点来看，导带底能量E C表示导带中速度为零的电子所

清华大学半导体器件张莉期末考题

发信人: smallsheep (final examination), 信区: Pretest 标题: 微电子器件发信站: 自由空间 (Mon Jun 20 10:27:10 2005), 站内填空：一，已知af，aR，和IES，求Ics=____（互易关系）二.bjtA和bjtB。一个集电极是N－，一个集电极是N＋问：哪个饱和压降大___，那个early电压大___ 那个容易电流集边___. 哪个容易穿通电压大_____ 哪个容易击穿BVCBO.____, 三.发射结扩散电容应该包括那几个时间常数的影响简答： 1.β和ft对Ic的特性有很大的相似之处，比如在小电流段都随Ic的减小而减小，在大电流段都随Ic的增大而减小。请解释原因 2.总结一下NN+结的作用。大题： 1.对于杂质浓度分布为NAB(x)=NAB(0)exp（－λx/WB)的分布，用moll－rose方法推出基区少子分布和渡越时间。 2.给了WB，WE，和其它一堆参数，求β，a,hef.... 求IB，Ic，求π模型参数，gm，go，gu.. 3.画图，上升时间t0，t1’，t2’三点处的能带图，和少子分布图总体来说很简单。好像很多人都很得意，ft！发信人: willow (我要我的自由), 信区: Pretest 标题: 半导体器件-张莉发信站: 自由空间 (Wed Jun 23 21:38:40 2004), 站内 A卷 1。以下那些是由热载流子效应引起的。。。。。。6个选项，待补充。。。 2。何谓准静态近似 3。为了加快电路开关时间参数应如何选取。。。参数，电容，fT,beita,待补充 4。CE律的参数变化， Vt,xSiO2,N,结深按照参数的变化规律下列效应将如何变化（1）掺杂浓度N引起：...5种效应，待补充。。。//sigh,我把N弄反了，5个空全错

半导体器件物理试题库

半导体器件试题库常用单位：在室温（T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为 n i = 1.5×1010/cm 3 电荷的电量q= 1.6×10-19C μn =1350 2cm /V s ? μp =500 2 cm /V s ? ε0=8.854×10-12 F/m 一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。晶向：晶面：（二）填空题 1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。 2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。 3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。 4．线缺陷，也称位错，包括、两种。 5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。 6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。 7．对于N 型半导体，根据导带低E C 和E F 的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。 8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。

9．在Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷4种基本形式的电荷或能态。 10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。（三）简答题 1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？ 2．说明元素半导体Si 、Ge 中主要掺杂杂质及其作用？ 3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？ 4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题 1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题 1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a ，计算晶面（100）、（110）的面间距和原子面密度。 2．掺有单一施主杂质的N 型半导体Si ，已知室温下其施主能级D E 与费米能级F E 之差为 1.5B k T ，而测出该样品的电子浓度为 2.0×1016cm -3，由此计算：（a ）该样品的离化杂质浓度是多少？（b ）该样品的少子浓度是多少？（c ）未离化杂质浓度是多少？（d ）施主杂质浓度是多少？ 3．室温下的Si ，实验测得430 4.510 cm n -=?，153510 cm D N -=?，（a ）该半导体是N 型还是P 型的？（b ）分别求出其多子浓度和少子浓度。（c ）样品的电导率是多少？（d ）计算该样品以本征费米能级i E 为参考的费米能级位置。 4．室温下硅的有效态密度1932.810 cm c N -=?，1931.110 cm v N -=?，0.026 eV B k T =，禁带宽度 1.12 eV g E =，如果忽略禁带宽度随温度的变化

832微电子器件考试大纲详细

考试科目832微电子器件考试形式笔试（闭卷）考试时间180分钟考试总分150分一、总体要求主要考察学生掌握“微电子器件”的基本知识、基本理论的情况，以及用这些基本知识和基本理论分析问题和解决问题的能力。二、内容 1．半导体器件基本方程 1）半导体器件基本方程的物理意义 2）一维形式的半导体器件基本方程 3）基本方程的主要简化形式 2．PN结 1）突变结与线性缓变结的定义 2）PN结空间电荷区的形成

4）耗尽区宽度、内建电场与内建电势的计算5）正向及反向电压下PN结中的载流子运动情况6）PN结的能带图 7）PN结的少子分布图 8) PN结的直流伏安特性 9）PN结反向饱和电流的计算及影响因素 10）薄基区二极管的特点

11）大注入效应 12）PN结雪崩击穿的机理、雪崩击穿电压的计算及影响因素、齐纳击穿的机理及特点、热击穿的机理13）PN结势垒电容与扩散电容的定义、计算与特点 14）PN结的交流小信号参数与等效电路 15）PN结的开关特性与少子存储效应

2）基区输运系数与发射结注入效率的定义及计算 3）共基极与共发射极直流电流放大系数的定义及计算 4）基区渡越时间的概念及计算 5）缓变基区晶体管的特点 6）小电流时电流放大系数的下降 7）发射区重掺杂效应 8）晶体管的直流电流电压方程、晶体管的直流输出特性曲线图

9）基区宽度调变效应 10）晶体管各种反向电流的定义与测量 11）晶体管各种击穿电压的定义与测量、基区穿通效应12）方块电阻的概念及计算

13）晶体管的小信号参数 14）晶体管的电流放大系数与频率的关系、组成晶体管信号延迟时间的四个主要时间常数、高频晶体管特征频率的定义、计算与测量、影响特征频率的主要因素

微电子器件__刘刚前三章课后答案(DOC)

课后习题答案 1.1 为什么经典物理无法准确描述电子的状态？在量子力学中又是用什么方法来描述的？解：在经典物理中，粒子和波是被区分的。然而，电子和光子是微观粒子，具有波粒二象性。因此，经典物理无法准确描述电子的状态。在量子力学中，粒子具有波粒二象性，其能量和动量是通过这样一个常数来与物质波的频率ω和波矢k 建立联系的，即 k n c h p h E ====υ ω υ 上述等式的左边描述的是粒子的能量和动量，右边描述的则是粒子波动性的频率ω和波矢k 。 1.2 量子力学中用什么来描述波函数的时空变化规律？解：波函数ψ是空间和时间的复函数。与经典物理不同的是，它描述的不是实在的物理量的波动，而是粒子在空间的概率分布，是一种几率波。如果用()t r ,ψ表示粒子的德布洛意波的振幅，以 ()()()t r t r t r ,,,2 ψψψ*=表示波的强度，那么，t 时刻在r 附近的小体积元z y x ???中检测到粒子的概率正比于()z y x t r ???2,ψ。

1.3 试从能带的角度说明导体、半导体和绝缘体在导电性能上的差异。解：如图1.3所示，从能带的观点来看，半导体和绝缘体都存在着禁带，绝缘体因其禁带宽度较大(6~7eV)，室温下本征激发的载流子近乎为零，所以绝缘体室温下不能导电。半导体禁带宽度较小，只有1~2eV ，室温下已经有一定数量的电子从价带激发到导带。所以半导体在室温下就有一定的导电能力。而导体没有禁带，导带与价带重迭在一起，或者存在半满带，因此室温下导体就具有良好的导电能力。 1.4 为什么说本征载流子浓度与温度有关？解：本征半导体中所有载流子都来源于价带电子的本征激发。由此产生的载流子称为本征载流子。本征激发过程中电子和空穴是同时出现的，数量相等，i n p n ==00。对于某一确定的半导体材料，其本征载流子浓度为kT E V C i g e N N p n n ==002 式中，N C ，N V 以及Eg 都是随着温度变化的，所以，本征载流子浓度也是随着温度变化的。 1.5 什么是施主杂质能级？什么是受主杂质能级？它们有何异同？

微电子技术前沿复习(带答案的哦)

微电子前沿复习提纲看一些微电子技术发展的知识 1.请给出下列英文缩写的英文全文，并译出中文： CPLD: Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件 FPGA: Field－Programmable Gate Array 现场可编程门阵列 GAL:generic array logic 通用阵列逻辑 LUT: Look-Up-Table 显示查找表 IP: Intellectual Property 知识产权 SoC: System on Chip 片上系统 2.试述AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理; 试说明为什么 AGC BJT的工作频率范围受限? AGC 即自动增益控制（Automatic Gain Control） ? AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理：当输入增加时，输出会同时增加，我们可利用双极型晶体管的大注入效应和大电流下的基区扩展--kirk效应，衰减增益，使放大系数降低，则达到了稳定输出的目的。 ?工作频率范围受限原因： 1) 、自动增益控制特性与频率特性是相矛盾，实现AGC需要基区展宽，而器件的工作频率与基区宽度的平方成反比，要实现大范围的自动增益控制，要求宽基区，使得工作频率范围受限。 2) 、实现AGC要求基区大注入,基区掺杂浓度低时，易于发生大注入效应，而基区掺杂浓度动愈低，器件高频噪声愈差，使得工作频率范围受限。 3.为什么双栅MOSFET具有良好的超高频(UHF)特性？双栅MOSFET结构如图： 1) 、双栅MOS的端口 Gl靠近源极，对应的基区宽度短，加高频信号，称信号栅，可以实现超高频。 G2靠近漏极，对应的基区宽度较宽，有良好的AGC性能，加固定偏置或AGC电压，作增益控制栅。 2) 、它通过第二个栅极G2交流接地, 可在第一个栅极G1和漏极D之间起到有效的静电屏蔽作用, 从而使得栅极与漏极之间的反馈电容(是Miller电容)大大减小，则提高了频率。 4.为什么硅栅、耐熔金属栅能实现源漏自对准，而铝栅不行？实现

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163 A 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（）。 13、PN 结扩散电流的表达式为（）。这个表达式在正向电压下可简化为（），在反向电压下可简化为（）。 14、在PN 结的正向电流中，当电压较低时，以（复合）电流为主；当电压较高时，以（扩散）电流为主。 15、薄基区二极管是指PN 结的某一个或两个中性区的长度小于（少子扩散长度）。在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（线性）。

微电子技术概论期末试题

《微电子技术概论》期末复习题试卷结构：填空题40分，40个空，每空1分，选择题30分，15道题，每题2分，问答题30分，5道题，每题6分填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线， 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。 14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子； 18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极

新人教版四年级语文上册-单元期中期末专项练习-第八组达标检测B卷及答案

第八组达标测试卷一、基础达标。(共43分) 1．在加点字的正确读音下画“——”。(6分) 潜．入深海(qián qiǎn) 筛．选(shān shāi) 烹．调(pēng hēng) 例．如(lì liè) 盐碱．(jiǎn xián) 储．存(cǔ chǔ) 崭．新(zhǎn zhàn) 船舶．(bō bó) 凌．空(lín líng) 提供．(gōng gòng) 奇迹．(jī jì) 楷模． (mú mó) 2．比一比，再组词。(4分) ?????赖（）懒（） ?????辐（）副（） ?????舶（）泊（） ?????综（）棕（） 3．正确书写词语。(8分) 4．连一连。(8分) 5．还原下面广告中的成语，找出改动的字画圈，把正确的字写在括

号里。(3分) 服装广告：百衣百顺()蚊香广告：默默无蚊() 磁化杯广告：有杯无患() 摩托车广告：骑乐无穷() 淋浴器广告：湿出有名() 软件广告：无网不胜() 6．用正确的关联词填空。(4分) (1)科学家们提出，鸟类()和恐龙有亲缘关系，()很可能就是一种小型恐龙的后裔。 (2)()食用，太空归来的这些特殊乘客()有很多用武之地呢！ (3)电脑根据这些气象资料，为主人提供一个()节能()舒适的家居环境。 (4)()太空蔬菜走进了千家万户，()我们餐桌上的菜肴更丰富了。 7．句子训练。(10分) (1)我国科学家在辽宁西部首次发现了保存有羽毛印痕的恐龙化石。 (缩句) ________________________________________________________ (2)靠什么呼风唤雨呢？靠的是现代科学技术。(仿写) ________________________________________________________ (3)满天的星星在夜空中闪烁着光芒。(改为比喻句) ________________________________________________________ (4)我走上阳台。我去看爸爸养的金鱼。(合成一句话)

(完整word版)微电子器件与IC设计基础_第2版,刘刚,陈涛,课后答案.doc

课后习题答案 1.1 为什么经典物理无法准确描述电子的状态？在量子力学中又是用什么方法来描述的？解：在经典物理中，粒子和波是被区分的。然而，电子和光子是微观粒子，具有波粒二象性。因此，经典物理无法准确描述电子的状态。在量子力学中，粒子具有波粒二象性，其能量和动量是通过这样一个常数来与物质波的频率和波矢 k 建立联系的，即 E h h p n k c 上述等式的左边描述的是粒子的能量和动量，右边描述的则是粒子波动性的频率和波矢k。 1.2量子力学中用什么来描述波函数的时空变化规律？解：波函数是空间和时间的复函数。与经典物理不同的是，它描述的不是实在的物理量的波动，而是粒子在空间的概率分布，是一种几率波。如果用r , t 表示粒子的德布洛意 r ,t 2 r , t 表示波的强度，那么，t 时刻在 r 附近的小体积元波的振幅，以r ,t x y z 中检测到粒子的概率正比于 2 r ,t x y z 。 1.3 试从能带的角度说明导体、半导体和绝缘体在导电性能上的差异。解：如图 1.3 所示，从能带的观点来看，半导体和绝缘体都存在着禁带，绝缘体因其禁带宽度较大 (6~7eV) ，室温下本征激发的载流子近乎为零，所以绝缘体室温下不能导电。半导体禁带宽度较小，只有1~2eV ，室温下已经有一定数量的电子从价带激发到导带。所以半导体在室温下就有一定的导电能力。而导体没有禁带，导带与价带重迭在一起，或者存在半满带，因此室温下导体就具有良好的导电能力。 1.4 为什么说本征载流子浓度与温度有关？解：本征半导体中所有载流子都来源于价带电子的本征激发。由此产生的载流子称为本征载流子。本征激发过程中电子和空穴是同时出现的，数量相等，n0 p0 n i。对于某一确定的半导体材料，其本征载流子浓度为 2 n0 p0 N C N V e E g kT n i 式中， N C，N V以及 Eg 都是随着温度变化的，所以，本征载流子浓度也是随着温度变化的。

微电子学概论复习题及答案(详细版)

第一章绪论 1．画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2．集成电路分类情况如何？ ?????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路B iCMOS B iMOS 型B iMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路 3．微电子学的特点是什么？微电子学：电子学的一门分支学科微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。微电子学中的空间尺度通常是以微米(m, 1m ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。微电子学是信息领域的重要基础学科微电子学是一门综合性很强的边缘学科涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微

电子学发展的方向微电子学的渗透性极强，它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯片等 4．列举出你见到的、想到的不同类型的集成电路及其主要作用。集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 5．用你自己的话解释微电子学、集成电路的概念。集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。 6．简单叙述微电子学对人类社会的作用。可以毫不夸张地说，没有微电子技术的进步，就不可能有今天信息技术的蓬勃发展，微电子已经成为整个信息社会发展的基石。随着微电子的发展，器件的特征尺寸越来越小第二章半导体物理和器件物理基础 1．什么是半导体？特点、常用半导体材料什么是半导体？金属：电导率106～104(W?cm-1)，不含禁带；半导体：电导率104~10-10(W?cm-1)，含禁带；绝缘体：电导率<10-10(W?cm-1)，禁带较宽；半导体的特点：（1）电导率随温度上升而指数上升；（2）杂质的种类和数量决定其电导率；（3）可以实现非均匀掺杂；（4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率；硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。硅(原子序数14)的物理化学性质主要由最外层四个电子（称为价电子）决定。每个硅原子近邻有四个硅原子，每两个相邻原子之间有一对电子，它们与两个原子核都有吸引作用，称为共价键。化合物半导体：III族元素和V族构成的III-V族化合物，如，GaAs(砷化镓)，InSb(锑化铟)，GaP(磷化镓)，InP(磷化铟)等，广泛用于光电器件、半导体激光器和微波器件。2.掺杂、施主/受主、P型/N型半导体（课件）掺杂：电子摆脱共价键所需的能量，在一般情况下，是靠晶体内部原子本身的热运动提供的。常温下，硅里面由于热运动激发价健上电子而产生的电子和空穴很少，它们对硅的导电性的影响是十分微小的。室温下半导体的导电性主要由掺入半导体中的微量的杂质（简称掺杂）来决定，这是半导体能够制造各种器件的重要原因。施主：Donor，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的电子，并成为带正电的离子。如 Si中掺的P 和As（最外层有5个价电子）受主：Acceptor，掺入半导体的杂质原子向半导体中提供导电的空穴，并成为带负电的离子。如 Si中掺的B(硼）（最外层只有3个价电子）

2014年电子科技大学微电子器件考研真题

电子科技大学 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：832 微电子器件注：所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。一、填空题（共48分，每空1.5分） 1、PN结二极管用途广泛，在作为变容二极管使用时，主要利用其（）向偏置的（）电容；在作为温度传感器使用时，主要利用其正向导通压降会随温度的升高而（）。 2、一个P+N型的二极管，电子和空穴的寿命分别为τn和τp，在外加正向直流电压V1时电流为I1，当外加电压反向为－V2时，器件会经历一段反向恢复过程，这主要是由正向导通时存储在（）型中性区中的非平衡少子造成的，该非平衡少子的总量为（）。 3、防止PN结发生热击穿，最有效的措施是降低器件的（）。同时，禁带宽带越（）的半导体材料，其热稳定性越好。（第二个空填“大”或“小”） 4、双极型晶体管的基区宽度调变效应越严重，其厄尔利电压越（），共发射极增量输出电阻越（）。（填“大”或“小”） 5、已知双极型晶体管的基区度越时间和基区少子寿命分别为τb和τB，则1/τB表示的物理意义为（），因此τb/τB可以表示（）。 6、MOSFET的亚阈区摆幅S反应了在亚阈区中（）的控制能力。栅氧化层越厚，则S越（），该控制能力越（）。（第二个空填“大”或“小”，第三个空填“强”或“弱”） 7、当金属和P型半导体形成金-半接触时，如果金属的功函数大于半导体的功函数，半导体表面将形成（），该结构（）单向导电性。（从以下选项中选择） A 电子阻挡层 B 电子反阻挡层C空穴阻挡层 D 空穴反阻挡层 E 具有 F 不具有微电子器件试题共6页，第1页

8、MOSFET的跨导是（）特性曲线的斜率，而漏源电导是（）特性曲线的斜率。在模拟电路中，MOSFET一般工作在（）区，此时理想情况下漏源电导应为零，但实际上由于（）和（），漏源电导通常为正的有限值。 9、短沟道MOSFET中采用偏置栅结构或漏端轻掺杂结构，是为了降低漏端附近的电场强度，从而抑制（）效应，防止器件电学特性退化。 10、如果以SiGe来制作BJT的发射区，Si来制作BJT的基区，则与全部采用Si材料的双极型晶体管相比，其共基极电流放大系数α将（）。（填“增大”、“减小”或“不变”） 11、根据恒场等比例缩小法则，当MOSFET的沟道长度缩小K倍时，其阈值电压变为之前的（），总电容变为之前的（），最高工作频率变为之前的（）。 12、研究发现硅-二氧化硅系统中，存在四种形式的电荷或能量状态，包括Na+、K+等可动离子、（）、（）以及二氧化硅层中的电离陷阱电荷，通常它们都带正电，因此（）型MOSFET的衬底表面更容易反型。 13、PMOS的衬底相对于源端应该接（）电位。当|V BS|增加时，PMOS的阈值电压绝对值将（），该效应叫做（）。（第二个空填“增大”、“减小” 或“不变”）二、简答与作图题(共57分) 1、如图所示，一块掺杂浓度为N D的无限长均匀N型半导体材料，在x的负半轴有一束光稳定地照射在半导体表面，产生体密度为G0的电子-空穴对。（9分）（1）写出该半导体材料在x正半轴的少子扩散方程。（只考虑少子在x方向的运动）（2）如果要通过上述扩散方程求解x正半轴的少子分布，应该采用什么样的边界条件？（3）如果该半导体材料在x正半轴的长度缩短为W（W远小于少子扩散长度），又应该采用什么样的边界条件求解？微电子器件试题共6页，第2页

微电子前沿复习(带答案)

微电子技术前沿复习提纲 1.请给出下列英文缩写的英文全文，并译出中文： CPLD: Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件 FPGA: Field－Programmable Gate Array 现场可编程门阵列 GAL:generic array logic 通用阵列逻辑 LUT: Look-Up-Table 显示查找表 IP: Intellectual Property 知识产权 SoC: System on Chip 片上系统 2.试述AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理; 试说明为什么 AGC BJT的工作频率范围受限? AGC 即自动增益控制（Automatic Gain Control） ? AGC BJT器件实现AGC特性的工作原理：当输入增加时，输出会同时增加，我们可利用双极型晶体管的大注入效应和大电流下的基区扩展--kirk效应，衰减增益，使放大系数降低，则达到了稳定输出的目的。 ?工作频率范围受限原因： 1) 、自动增益控制特性与频率特性是相矛盾，实现AGC需要基区展宽，而器件的工作频率与基区宽度的平方成反比，要实现大范围的自动增益控制，要求宽基区，使得工作频率范围受限。 2) 、实现AGC要求基区大注入,基区掺杂浓度低时，易于发生大注入效应，而基区掺杂浓度动愈低，器件高频噪声愈差，使得工作频率范围受限。 3.为什么双栅MOSFET具有良好的超高频(UHF)特性？双栅MOSFET结构如图： 1) 、双栅MOS的端口 Gl靠近源极，对应的基区宽度短，加高频信号，称信号栅，可以实现超高频。 G2靠近漏极，对应的基区宽度较宽，有良好的AGC性能，加固定偏置或AGC电压，作增益控制栅。 2) 、它通过第二个栅极G2交流接地, 可在第一个栅极G1和漏极D之间起到有效的静电屏蔽作用, 从而使得栅极与漏极之间的反馈电容(是Miller电容)大大减小，则提高了频率。 4.为什么硅栅、耐熔金属栅能实现源漏自对准，而铝栅不行？实现源漏自对准的目的是什么？

微电子技术物理基础的问题解答

（1）为什么元素周期表上的第13号元素Al是金属、而第14号元素Si却是半导体？答：虽然它们的原子序数只差一个，但是性质却截然不同，这主要是由于其原子负电性不同，导致晶体能带结构不同的缘故。因为Al的负电性较小，价电子容易失去，则在形成晶体时倾向于采用金属键，故价电子所形成的能带没有禁带——属于金属。而Si的负电性较大，价电子不容易失去，则倾向于形成共价键，成为共价晶体，从而价电子能带存在禁带，并且禁带宽度正好不大（～1.12eV），所以属于半导体。（2）为什么半导体中载流子的平均自由程往往要比晶体的晶格常数大得多？答：晶格常数是结晶学原胞的边长,一般比原子间距要大一些.平均自由程是指载流子在运动过程中相继两次遭受散射(或碰撞)之间的距离.因为按照能带理论,排列规则、且不动的原子构成的晶格周期性势场,决定了电子的能量状态,即决定了能带结构;但是这种严格周期性的势场并不引起电子状态的改变,即不散射电子.这就意味着,排列规则、且不动的原子本身也并不散射电子.所以载流子的平均自由程往往要比晶体的晶格常数大数十到数百倍.(注意:排列不规则或者运动的原子,即不具有周期性的晶格势场,或者说杂质和缺陷所产生的势场,将要散射电子.) （3）为什么Si、Ge等半导体的禁带宽度（Eg）将随着温度（T）的升高而下降？答：因为Si、Ge等半导体的价带、导带和禁带都是由原子外层的s态和p态价电子通过杂化而形成的;当许多原子靠近而构成晶体、原子外层的价电子——公有化电子形成能带时,并不是导带对应于原子的s 态电子、价带对应于原子的p态电子,所以禁带宽度也就不是随着原子间距的减小而变窄.因此,当温度升高时,原子间距增大,禁带宽度也就不是随之变宽,相反却是变窄.实际上,只有少数几种半导体的价带和导带是分别对应于原子的单一电子状态,这种半导体的禁带宽度确实是随着温度的升高而增大的. （4）为什么在半导体的禁带中可以存在有杂质、缺陷等的能级？答: 半导体禁带这个能量范围,是晶体中的价电子所不能具有的能量;而价电子是属于整个晶体所有的,即是所谓公有化电子.这就意味着,禁带中不能存在公有化电子状态,但是这并不排斥在禁带中可以出现非公有化电子状态——杂质和缺陷等所谓局域性的电子状态.因此,在禁带中可以有杂质、缺陷等的能级. （5）为什么Si可以吸收光、并产生电子-空穴对？但是为什么Si中电子-空穴对的复合却一般不能够发出光来？答: 因为Si的能带是间接跃迁的结构,即价带顶与导带底不在Brillouin区的同一点处.这也就是说,价带顶处的电子(或空穴),与导带底处的电子具有不同的动量(或不同的波矢).电子在价带与导带之间跃迁时需要满足能量守恒和动量守恒.当价带顶处的电子吸收了能量足够高的光子后,即可跃迁到导带去,至于跃迁前后动量的差别可以在电子进入导带以后再通过弛豫过程来调整解决,所以这种吸收光的过程是可以发生的.但是,如果导带底电子下落到价带时,除了放出能量以外,还要同时放出动量,这时若把能量以光子的形式发射出来,但是还必须要有第三者来接受所放出的动量(因为光子的动量=0),而这个第三者主要就是晶体中的声子(晶格振动的能量量子);因此,当电子-空穴对复合时,由于声子在接受动量的同时,也可以接受能量,即复合所释放出的动量和能量都将可能交给声子,从而一般也就不再发出光子了. （6）为什么价带中的许多价电子不能导电？答: 因为填满价带的电子都是被原子束缚的电子——价电子，在电场作用下不能改变其能量状态，故不能导电。只有当它们摆脱价键的束缚（即本征激发）而成为导带电子以后才能够导电，与此同时在价带中留下价键空位。导带中的电子和价带中的空位——空穴就是载流子。（7）为什么半导体中载流子浓度不大时，可以近似认为它们是服从Boltzmann统计的（即为非简并半导体）？

微电子器件复习题

一、填空题 1．突变PN 结低掺杂侧的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越小，建电场的最大值越大，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 就越大，雪崩击穿电压就越小。P27 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。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，则建电场的斜率越大。 4．若某突变PN 结的P 型区的掺杂浓度为183A 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。 5．某硅突变PN 结的153D N 1.510cm -=?，31810.51N -?=cm A ，则室温下n0n0p0n p p 、、和p0n 的分别为、、和，当外加0.5V 正向电压时的p p ()n x -和 n n ()p x 分别为、，建电势为。 6．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大；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小。 7．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。 8．PN 结的正向电流由空穴扩散电流电流、电子扩散电流电流和势垒区复和电流电流三部分所组成。 9．PN 结的直流电流电压方程的分布为。 10．薄基区二极管是指PN 结的某一个或两个中性区的长度小于该区的少子扩散长度。在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为线性；薄基区二极管相对厚基区二极管来说，其它参数都相同，则PN 结电流会大的多。 11．小注入条件是指注入某区边界附近的非平衡少子浓度远小于该区的平衡多子浓度。 12．大注入条件是指注入某区边界附近的非平衡少子浓度远大于该区的平衡多子浓度。 13．势垒电容反映的是PN 结的微分电荷随外加电压的变化率。PN 结的掺杂浓度越高，则势垒电容就越大；外加反向电压越高，则势垒电容就越小。 14．扩散电容的物理含义为中性区中非平衡载流子随外加电压的变化率；外加正向电压越高，则势垒电容就越大。