内容发布更新时间 : 2024/5/4 12:58:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

25、无源基区重掺杂的目的是（ ）。

26、发射极增量电阻re的表达式是（ ）。室温下当发射极电流为1mA时，re=（ ）。 27、随着信号频率的提高，晶体管的αω, βω的幅度会（ ），相角会（ ）。 28、在高频下，基区渡越时间τb对晶体管有三个作用，它们是：（ ）、（ ）和（ ）。

29、基区渡越时间τb是指（ ）。当基区宽度加倍时，基区渡越时间增大到原来的（ ）倍。

30、晶体管的共基极电流放大系数|αω|随频率的（ ）而下降。当晶体管的|αω|下降到（ ）时的频率，称为α的截止频率，记为（ ）。

31、晶体管的共发射极电流放大系数|βω|随频率的（ ）而下降。当晶体管的|βω|下降

到

β0时的频率，称为β的（ ），记为（ ）。

32、当f>>fβ时，频率每加倍，晶体管的|βω|降到原来的（ ）；最大功率增益Kpmax

降到原来的（ ）。

33、当（ ）降到1时的频率称为特征频率fT。当（ ）降到1时的频率称为最高振荡频率fM。

34、当|βω|降到（ ）时的频率称为特征频率fT。当Kpmax降到（ ）时的频率称为最高振荡频率fM。

35、晶体管的高频优值M是（ ）与（ ）的乘积。

36、晶体管在高频小信号应用时与直流应用时相比，要多考虑三个电容的作用，它们是（ ）电容、（ ）电容和（ ）电容。

37、对于频率不是特别高的一般高频管，τec中以（ ）为主，这时提高特征频率fT的主要措施是（ ）。

38、为了提高晶体管的最高振荡频率fM ，应当使特征频率fT（ ），基极电阻rbb'

（ ），集电结势垒电容CTC（ ）。

39、对高频晶体管结构上的基本要求是：（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

问答与计算题

1、画出NPN晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的少子分布图。 画出NPN晶体管在饱和状态、截止状态、放大状态和倒向放大状态时的能带图。 2、画出共基极放大区晶体管中各种电流的分布图，并说明当输入电流Ie经过晶体管变成输出电流IC时，发生了哪两种亏损？

3、倒向晶体管的电流放大系数为什么小于正向晶体管的电流放大系数？

4、提高基区掺杂浓度会对晶体管的各种特性，如 γ、α、β、CTE、BVEBO、Vpt、VA、rbb'

等产生什么影响？

5、减薄基区宽度会对晶体管的上述各种特性产生什么影响？

6、先画出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，然后再分别画出包括厄尔利效应和击穿现象的共发射极输出特性曲线图。

7、画出包括基极电阻在内的双极型晶体管的简化的交流小信号等效电路。

8、什么是双极晶体管的特征频率fT？写出fT的表达式，并说明提高fT的各项措施。 9、写出组成双极晶体管信号延迟时间τec的4个时间的表达式。其中的哪个时间与电流

Ie有关？这使fT随Ie的变化而发生怎样的变化？

10、说明特征频率fT的测量方法。

11、什么是双极晶体管的最高振荡频率fM？写出fM的表达式，说明提高fM的各项措施。 12、画出高频晶体管结构的剖面图，并标出图中各部分的名称。

13、某均匀基区NPN晶体管的WB= 1μm,DB= 20cm2s-1，试求此管的基区渡越时间τb。当此管的基区少子电流密度JnE = 102Acm-2时，其基区少子电荷面密度QB为多少？

14、某均匀基区晶体管的WB= 2μm, LB= 10μm，试求此管的基区输运系数β*之值。若将此管的基区掺杂改为如式（3-28）的指数分布，场因子η=6，则其β*变为多少？

15、某均匀基区NPN晶体管的WB= 2μm, NB=1017cm-1, DB= 18cm2s-1, τB=5×10–7s，试求该管的基区输运系数β*之值。又当在该管的发射结上加0.6V的正向电压，集电结短路时，该管的JnE和JnC各为多少？

16、某均匀基区晶体管的注入效率γ=0.98，若将其发射结改为异质结，使基区的禁带宽度eGB比发射区的禁带宽度eGE小0.08eV，则其注入效率γ变为多少？若要使其γ仍为0.98，则其有源基区方块电阻R□B1可以减小到原来的多少？

17、某双极型晶体管的R□B1= 1000Ω, R□E= 5Ω，基区渡越时间τb=10–9s ,当IB= 0.1mA时, IC= 10mA，求该管的基区少子寿命τb。

18、某晶体管的基区输运系数β*=0.99，注入效率γ=0.97，试求此管的α与β。当此管的有源基区方块电阻R□B1乘以3，其余参数均不变时，其α与β变为多少？

19、某双极型晶体管当IB1= 0.05mA时测得IC1 = 4mA，当IB2= 0.06mA时测得IC2 = 5mA，试分别求此管当

IC = 4mA时的直流电流放大系数β与小信号电流放大系数βO。

20、某缓变基区NPN晶体管的BVCBO = 120V，β=81，试求此管的BVCEO。

21、某高频晶体管的fβ=5MHz，当信号频率为f=40MHz时测得其|βω|=10，则当f=80MHz时|βω|为多少？该管的特征频率fT为多少？该管的β0为多少？

22、某高频晶体管的β0=50，当信号频率f为30MHz时测得|βω|=5，求此管的特征频率fT，以及当信号频率f分别为15MHz和60MHz时的|βω|之值。

23、某高频晶体管的基区宽度WB=1μm，基区渡越时间τb= 2.7× 10-10s,fT=550MHz。当该管的基区宽度减为0.5μm，其余参数都不变时，fT变为多少？

24、某高频晶体管的fβ=20MHz，当信号频率为f=100MHz时测得其最大功率增益为Kpmax=24，则当f=200MHz时Kpmax为多少？该管的最高振荡频率fM为多少？

25、画出NPN缓变基区晶体管在平衡时和在放大区、饱和区及截止区工作时的能带图。 26、画出NPN缓变基区晶体管在平衡时和在放大区、饱和区及截止区工作时的少子分布图。

27、某晶体管当IB1= 0.05mA时测得IC1= 4mA，当IB2= 0.06mA时测得IC2= 5mA，试分别求此管当IC = 4mA时的直流电流放大系数β与增量电流放大系数β0。

28、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度WB= 2μm，基区掺杂浓度nB= 5× 1016cm-3，基区少子寿命

tB= 1μs，基区少子扩散系数DB= 15cm2s-1，以及从发射结注入基区的少子电流密度JnE= 0.1A/cm2。试计算基区中靠近发射结一侧的非平衡少子电子浓度nB(0)、发射结电压VBE和基区输运系数β*。

29、已知某硅NPN缓变基区晶体管的基区宽度WB= 0.5μm，基区少子扩散系数DB=

20cm2s-1，基区自建场因子η = 20，试计算该晶体管的基区渡越时间tb 。

30、对于基区和发射区都是非均匀掺杂的晶体管，试证明其注入效率γ可表为

上式中，QEO和QBO分别代表中性发射区和中性基区的杂质电荷总量，De和DB分别代表中性发射区和中性基区的少子有效扩散系数。

31、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度WB= 0.7μm，基区掺杂浓度nB= 1017cm-3，基区少子寿命

tB= 10-7s，基区少子扩散系数DB= 18cm2s-1，发射结注入效率γ= 0.995，发射结面积Ae= 104μm2。表面和势垒区复合可以忽略。当发射结上有0.7V的正偏压时，试计算该晶体管的基极电流IB、集电极电流IC和共基极电流放大系数α分别等于多少？

32、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度WB= 0.5μm，基区掺杂浓度nB= 4× 1017cm-3，基区少子寿命

tB= 10-6s，基区少子扩散系数DB= 18cm2s-1，发射结面积Ae= 10 -5cm2。

(1) 如果发射区为非均匀掺杂，发射区的杂质总数为QEO/q= 8×109个原子，发射区少子扩散系数De= 2cm2s-1，试计算此晶体管的发射结注入效率γ。

(2) 试计算此晶体管的基区输运系数β*。

(3) 试计算此晶体管的共发射极电流放大系数β 。 (4) 在什么条件下可以按简化公式

来估算β？在本题中若按此简化公式来估算β，则引入的百分误差是多少？

33、在N型硅片上经硼扩散后，得到集电结结深xjc= 2.1μm，有源基区方块电阻R□B1 = 800Ω，再经磷扩散后，得发射结结深xje= 1.3μm，发射区方块电阻R□e= 10Ω。设基区少子寿命tB= 10-7s，基区少子扩散系数DB= 15cm2s-1，基区自建场因子η= 8，试求该晶体管的电流放大系数α与β分别为多少？

34、在材料种类相同，掺杂浓度分布相同，基区宽度相同的条件下，PNP晶体管和NPN晶体管相比，哪种晶体管的发射结注入效率γ较大？哪种晶体管的基区输运系数β*较大？

35、已知某硅NPN均匀基区晶体管的基区宽度WB= 2.5μm，基区掺杂浓度nB= 1017cm-3，集电区掺杂浓度

nC= 1016cm-3，试计算当VCB= 0时的厄尔利电压VA的值。

36、有人在测晶体管的ICEO的同时，错误地用一个电流表去测基极与发射极之间的浮空电势，这时他声称测到的ICEO实质上是什么？

37、某高频晶体管的fβ= 20MHz，当信号频率f= 100MHz时测得其最大功率增益Kpmax= 24。试求：

(1) 该晶体管的最高振荡频率fM。

(2) 当信号频率f为200MHz时该晶体管的Kpmax之值。

38、某硅NPN缓变基区晶体管的发射区杂质浓度近似为矩形分布，基区杂质浓度为指数分布，从发射结处的nB(0) = 1018cm-3，下降到集电结处的nB(WB) = 5× 1015cm-3，基区宽度WB= 2μm，基区少子扩散系数DB= 12cm2/s，基极电阻Rbb'= 75Ω，集电区杂质浓度nC = 1015cm-3，集电区宽度WC = 10μm，发射结面积Ae和集电结面积AC均为

5×10 -4cm2。工作点为：Ie= 10mA，VCB= 6V。（正偏的势垒电容可近似为零偏势垒电容的2.5倍。）试计算：

(1) 该晶体管的四个时间常数teb、tb、tD、tc，并比较它们的大小； (2) 该晶体管的特征频率fT；

(3) 该晶体管当信号频率f= 400MHz时的最大功率增益Kpmax ； (4) 该晶体管的高频优值M； (5) 该晶体管的最高振荡频率fM。

39、在某偏置在放大区的NPN晶体管的混合π参数中，假设Cπ完全是中性基区载流子贮存的结果，Cμ完全是集电结空间电荷区中电荷变化的结果。试问：

(1) 当电压VCE维持常数，而集电极电流IC加倍时，基区中靠近发射结一侧的少子浓度nB(0)将加倍、减半、还是几乎维持不变？基区宽度WB将加倍、减半、还是几乎维持不变？

(2) 由于上述参数的变化，参数Rbb'、Rπ、gm、Cπ、Cμ将加倍、减半、还是几乎维持不变？

(3) 当电流IC维持常数，而集电结反向电压的值增加，使基区宽度WB减小一半时，nB(0)将加倍、减半还是几乎维持不变？

第五章 绝缘栅场效应晶体管

填空题

1、N沟道MOSFET的衬底是（ ）型半导体，源区和漏区是（ ）型半导体，沟道中的载流子是（ ）。

2、P沟道MOSFET的衬底是（ ）型半导体，源区和漏区是（ ）型半导体，沟道中的载流子是（ ）。

3、当VGS=VT时，栅下的硅表面发生（ ），形成连通（ ）区和（ ）区的导电沟道，在VDS的作用下产生漏极电流。

4、N沟道MOSFET中，VGS越大，则沟道中的电子就越（ ），沟道电阻就越（ ），漏极电流就越（ ）。

5、在N沟道MOSFET中，VT>0的称为增强型，当VGS=0时MOSFET处于（ ）状态；VT<0的称为耗尽型，当VGS=0时MOSFET处于（ ）状态。

6、由于栅氧化层中通常带（ ）电荷，所以（ ）型区比（ ）型区更容易发生反型。 7、要提高N沟道MOSFET的阈电压VT，应使衬底掺杂浓度nA（ ），使栅氧化层厚度Tox（ ）。

8、N沟道MOSFET饱和漏源电压VDsat的表达式是（ ）。当VDS>=VDsat

时，MOSFET进入（ ）区，漏极电流随VDS的增加而（ ）。

9、由于电子的迁移率μn比空穴的迁移率μp（ ），所以在其它条件相同时，（ ）沟道MOSFET的IDsat比（ ）沟道MOSFET的大。为了使两种MOSFET的IDsat相同，应当使N沟道MOSFET的沟道宽度（ ）P沟道MOSFET的。

10、当N沟道MOSFET的VGS

11、对于一般的MOSFET，当沟道长度加倍，而其它尺寸、掺杂浓度、偏置条件等都不变时，其下列参数发生什么变化：VT（ ）、IDsat（ ）、Ron（ ）、gm（ ）。

12、由于源、漏区的掺杂浓度（ ）于沟道区的掺杂浓度，所以MOSFET源、漏PN

结的耗尽区主要向（ ）区扩展，使MOSFET的源、漏穿通问题比双极型晶体管的基区穿通问题（ ）。

13、MOSFET的跨导gm的定义是（ ），它反映了（ ）对（ ）的控制能力。

14、为提高跨导gm的截止角频率ωgm，应当（ ）μ，（ ）L，（ ）VGS。 15、阈电压VT的短沟道效应是指，当沟道长度缩短时，VT变（ ）。

16、在长沟道MOSFET中，漏极电流的饱和是由于（ ），而在短沟道MOSFET中，漏极电流的饱和则是由于（ ）。

17、为了避免短沟道效应，可采用按比例缩小法则，当MOSFET的沟道长度缩短一半时，其沟道宽度应（ ），栅氧化层厚度应（ ），源、漏区结深应（ ），衬底掺杂浓度应（ ）。

问答与计算题

1、画出MOSFET的结构图和输出特性曲线图，并简要叙述MOSFET的工作原理。 2、什么是MOSFET的阈电压VT？写出VT的表达式，并讨论影响VT的各种因素。 3、什么是MOSFET的衬底偏置效应？

4、什么是有效沟道长度调制效应？如何抑制有效沟道长度调制效应？ 5、什么是MOSFET的跨导gm？写出gm的表达式，并讨论提高gm的措施。 6、提高MOSFET的最高工作频率fT的措施是什么？ 7、什么是MOSFET的短沟道效应？ 8、什么是MOSFET的按比例缩小法则？

9、在nA = 1015cm-3的P型硅衬底上制作Al栅N沟道MOSFET，栅氧化层厚度为50nm，栅氧化层中正电荷数目的面密度为 1011cm-2，求该MOSFET的阈电压VT之值。

10、某处于饱和区的N沟道MOSFET当VGS= 3V时测得IDsat = 1mA ，当VGS= 4V时测得IDsat = 4mA，求该管的VT 与β之值。

11、某N沟道MOSFET的VT= 1V,β= 4×10-3AV-2，求当VGS= 6V，VDS分别为2V、4V、6V、8V和10V时的漏极电流之值。

12、某N沟道MOSFET的VT = 1.5V,β= 6×10-3AV-2，求当VDS= 6V，VGS分别为1.5V、3.5V、5.5V、7.5V和9.5V时的漏极电流之值。

13、某N沟道MOSFET的VT = 1.5V,β= 6×10-3AV-2，求当VGS分别为2V、4V、6V、8V和10V时的通导电阻Ron之值。

14、某N沟道MOSFET的VT = 1V,β= 4×10-3AV-2，求当VGS= 6V，VDS分别为2V、4V、6V、8V和10V时的跨导gm之值。

15、某N沟道MOSFET的VT = 1V,β= 6×10-3AV-2，求当VDS= 4V，VGS分别为2V、4V、6V、8V和10V时漏源电导gds之值。

16、某N沟道MOSFET的沟道长度L=2μm，阈电压VT = 1.5V，电子迁移率为 320cm2/V.s，试求当外加栅电压VGS = 5V时的饱和区跨导的截止角频率ωgm。

17、某铝栅N沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为nA= 1015cm-3，栅氧化层厚度为120nm，栅氧化层中有效电荷数的面密度QOX/Q为3× 1011cm-2。试计算其阈电压VT。

18、某铝栅P沟道MOSFET的衬底掺杂浓度为nD= 1015cm-3，栅氧化层的厚度为100nm，