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《《半导体器件》习题与参考答案.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、A-A-_第早1一个硅P—n扩散结在p型一侧为线性缓变结，a=1019cm-4,n型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3X10门cm3,在零偏压下p型一侧的耗尽层宽度为0.8um求零偏压下的总耗尽层宽度、建电势和最大电场强度。解:d20)d2qN°Xn)(X)ddxga(x2(X)ddxXn),0XXnLpLnA-A-_第早LpLnA-A-_第早X二0处E连续得Xn=1.07mX,^=Xn+Xp=1.8/m0XnVbiE(x)dxE(x)dx0.516Vx0PEmaxXP)4.8210°V/m,负号表示方向为n型一侧指向p型-H则
2、。.16
3、s=A*Js=1.0*1016Ao+0.7V时，1二49.3A,—0.7V时，1=1.0*10"16A3对于理想的硅突变结，Nd=1016cm3,在IV正向偏压下，求n型中性qDpPnoqDnnpJsLpLn区存贮的少数载流子总量。设n型中性区的长度为lym,空穴扩散长度为5ym解:PJn,正向注入：叫严先严。，得：*WnX、sinh()qV/kTLPPnP"P"(q])一-K/Wngsinh()LPQqAWn(PnPno)dx5.289102°AXn4一个硅p=n单边突变结，Nd二1015cm：求击穿时的耗尽层
4、宽度，若n区减小到5F,计算此时击穿电压%j寺]31解：Ec1.1'9)讥*3.25lOV/mVbsEc2qNB350V21.5mqAWP(0)(C)QbbvB^I3W12cmEB结，Vbi=0.857V;xneb■2sNeq(NeNb)Nb(VbiVeb)0.217mCB纟占，Vbi=0.636V;xncb：2sNcq(NeNb)Nb(VbiVJ0.261m5.931013C22推导基区杂质浓度为Nb（x）NB（0）e"时的基区建电场公式及基区少子浓度分布表达式。解：（a）热平衡下，建电势Vbj—In-^^qn；W=
5、WB—Xneb—Xncb=0.522解：不妨设为NPN晶体管，由于基区中杂质存在浓度梯度，其多数载流子（空穴）的分布也存在浓度梯度，它使空穴作扩散运动，这一运动的产生破坏了基区中的电中性，为维持电中性，基区中就产生一电场来阻止基区中空穴的扩散运动。电场的大小是恰好使电场产生的空穴漂移流与因杂质浓度梯度所引起的扩散流相抵消，这一电场就称为缓变基区建电场。考虑基区中自建电场对电流的贡献，热平衡时，净空穴电流为零。即JpBqdpBo(x)pBPBO(x)B(x)qDpB由此求得EB为b（X）dPB1dpBO（X）pbPbo（X）
6、dx平衡时基区中的空穴浓度Pbo等于基区的杂质浓度Nb,于是上式写为kT1kT1dNB(x)八、、/、...戸,.b(x)，代入Nb(x)Nb(0)eX/1则有bqNb(x)dx电子电流密度：JnBqnBhB（X）B（X）qDnB如也dx将®（X）代入上式，可得JnBqDnB(册dNb(x)dnB(x))dxdH若忽略基区中空穴的复合，即为常数，我们可以用Nb（x）并从x到Wb积分，得乘上式两端,JHBWbxNb(x)dxqDnB%d(Nb(x)riB(x))血dx近似认为在X二Wb处，nB=0,nB(x)1nBqDhbN
7、b(x)WbNb(x)dx积分之得到nB(x)exp11qDnB(Wbx)/1]若忽略发射极电子电流在发射结势垒区中的复合，即用JnE代替上式中的JnB,有JnEnB(X)也I1exp[(Wbx)/I]qDnB3一个硅rf-p-n晶体管的发射区和集电区两侧的掺杂是突变的。其发射区、基区、集电区的杂质浓度分别为10二3X1016,5X10%m-3,(a)求集电区一基区电压的上限，在该电压下，发射结偏置电压已不再能控制集电极电流，设基区宽度为0.5ym(b)若截止频率主要受少子穿过基区的渡越时间限制，求在零偏压下共基极和共发射
8、级的电流截止频率(晶体管的发射效率为0.999,基区传输因子为0.99)o解：(R热平衡下，VWCB旦丨门凹単qm0.707V而fT主要艺B限制，fT—4.32GHzB90,ffr48.1MHz,(1o)fT4.38GHz当X】R•s』(VbiVbc)Wb时穿通，可得:・q(NeNb)NbvBCVPT39.5Vw211(b)p2Dn2磁10Q4一个开关晶体管，基区宽度为0.5扩散系数为10cm7s,基区的少数载流子寿命为10冬,晶体管加偏压Vcc二5V,负载电阻为10KQ,若在基极上加2yA的脉冲电流，持续时间为lys求基
9、区的存贮电荷和存贮延迟时间。解：不妨设为N-PN管，Qb(ulBn(letn)在ti时刻达到饱和，相应集电极电流为G沧丫生0.5mAJ.CW210一1.251010S2DnQslesB6.251014Ctsnln±n1.16107S存储电荷为Qb(1s)lBn(le〃n)21013e5.一理想的PNP晶
