施敏-课后习题答案解析.ppt

20. 一p沟道的n+多晶硅-SiO2-Si MOSFET，其ND = 1017 cm-3，Qf /q = 5 × 1010 cm-2且d = 10 nm，试计算其阈值电压。 - 10 注意P沟道，其阈值电压为负 VT = VFB - 2ψB - V0 = -0.173 – 0.84 –0.48 = -1.493 V 查图6.8 n型衬底的n+多晶硅栅 Φms 0也可直接计算 22. 针对习题20中的器件，假如n+多晶硅栅极更换为p+多晶硅栅极，则阈值电压将会如何变化？ VFB = Φms – Qf / C0 因其它条件都未变化，所以VT变化量为平带电压变化量，即功函数差之变化量，查表6.8 ΔVFB = Φms(P)-Φms(N) = 0.85 –(-0.15)= 1 V 即带隙 所以VT = -1.493 + 1 = -0.493 V 24. 一MOSFET的阈值电压VT = 0.5 V，亚阈值摆幅为100 mV/decade，且在VT时漏极电流为0.1?A。请问于VG = 0时的亚域值漏电流为多少？ 可以利用亚阈值区域ID特性 求解 更好的方法是用亚阈值摆幅 S = 100 mV/decade 亚阈值摆幅100 mV/decade表示栅电压每减小/增加0.1V ，则ID对应的下降/上升一个数量级。 栅电压变化( 0.5 – 0 )/ 0.1 = 5 所以对应的ID下降5个数量级 所以 ID = 0.1 × 10-5 ?A 31.针对习题29中的器件，假如晶片上dSi厚度的变化量为?5nm，试计算VT分布的范围。 当d小于最大耗尽宽度Wm ，则耗尽区的宽度即为硅晶层的厚度 ，计算阈值电压的Wm须以dsi替换： 当d大于最大耗尽宽度Wm ，则耗尽区的宽度即为Wm，则： 所以， 因此VT为dSi的函数 VT不随 dSi 变化 引用30题中VT值，则VT可能的最大分布的范围是： (0.178 – 0.0463) ~ (0.178 + 0.0463) 即 0.132V ~ 0.224V 32.假如在1 μm × 1 μm的平面上，氧化层厚度为10 nm，DRAM电容器的电容值为多少？假如在同样的面积上，使用7 μm深的沟槽及相同的氧化层厚度，计算其电容值为多少？ 沟槽图形 C1 = ε0 × A / d = 3.9 × 8.85 × 10-14 × （10-4）2 / （10 × 10-7） = 3.45 × 10-15 F C2 = ε0 × A / d = C1 + 3.9 × 8.85×10-14×4×( 1 ×10-4 ×7 × 10-4) / (10×10-7） = 9.66 × 10-14 + 3.45 × 10-15 = 1 × 10-13 F 36. 对于习题35的器件而言，试计算密度为5×1011 cm-2的固定正电荷对阈值电压的影响。 ΔVT = -qQf /C0 = -5×1011×1.6 ×10-19/(3.45×10-8 ) = -2.32V 体电荷密度则利用公式 第七章 MESFET及相关器件 3. 将铜淀积于细心准备的n型硅衬底上，形成一理想的肖特基二极管，若 = 4.65 eV，电子亲和力为4.01 eV， ND = 3×1016 /cm3，而T = 300 K。计算零偏压时的势垒高度，内建电势，耗尽层宽度，以及最大电场 8.若一砷化镓MESFET的掺杂为ND = 7×1016cm-3，尺寸为a = 0.3?m，L = 1.5?m，Z = 5?m，又 = 4500 cm2/V·s，而 = 0.89 V。计算出当VG = 0而VD = 1 V时， 的理想值为多少？ 10.一n 沟道砷化镓MESFET的沟道掺杂为ND = 2×1015 cm-3，又 =0.8V，a = 0.5?m，L = 1?m， = 4500 cm2/Vsec，且Z = 50?m。求出当VG = 0时夹断电压、阈值电压以及饱和电流。 A 解：(a) 空穴电流密度为： 则： (b) 总电流密度为： 电子电流密度为： (c) 扩散电流密度为： 则： 第四章 PN 结 3. 对于一理想 p-n 突变结，其 NA = 1017 cm-3，ND = 1015 cm-3， (a) 计算在250， 300，350，400，450 和 500K 时的 Vbi ；并画出 Vbi 和 T 的关系。 (b)用能带图来评论所求得的结果。(c) 找出T = 300 K耗尽区宽度和在零偏压时最大电场。 温度升高，两侧费米能级更接近禁带中央，则Vbi 变小 6. 线性缓变硅结，其掺