合肥工业大学《半导体器件物理》试卷(一)标准答案及评分细则.pdf

《半导体器件物理》试卷（一）标准答案及评分细则

一、填空（共32分，每空2分）

1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于扩散电容产生于

过渡区外的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充放电，而过渡区电容产生于空间电荷

区，其机理为多子的注入和耗尽。

2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压VT产生影响，具体地，对于短沟道器件对

VT的影响为下降，对于窄沟道器件对VT的影响为上升。

3、在NPN型BJT中其集电极电流IC受VBE电压控制，其基极电流IB受VBE电压控制。

4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是寄生参数小，响

应速度快等。

5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种，其中发生雪崩击穿的条

件为VB6Eg/q。

6、当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因有沟道长度调制

效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。

二、简述（共18分，每小题6分）

1、Earl电压V。

A

2、截止频率fT。

答案：截止频率即电流增益下降到1时所对应的频率值。

3、耗尽层宽度W。

答案：P型材料N型材料接触后形成PN结，由于存在浓度差，就会产生空间电荷区，

而空间电荷区的宽度就称为耗尽层宽度W。

三、分析（共20分，每小题10分）

1、对于PNP型BJT工作在正向有源区时载流子的输运情况；

答案：对于PNP型晶体管,其发射区多数载流子空穴向集电区扩散,形成电流IEP，其中

一部分空穴与基区的电子复合，形成基极电流的IB的主要部分，集电极接收大部分空穴形

成电流ICP，它是IC的主要部分。

2、热平衡时突变PN结的能带图、电场分布，以及反向偏置后的能带图和相应的I-V特性

曲线。（每个图2分）

答案：热平衡时突变PN结的能带图、电场分布如下所示：

反向偏置后的能带图和相应

的I-V特性曲线如下所示：

四、计算推导（共30分，每小题15分）

gg

1、MOSFET工作在非饱和区时的Sah方程推导，并求解跨导和沟道电导，说明提高

mD

gm的具体措施；（每步2分，电导计算4分，措施3分）

提高gm的具体措施有：（1）增大载流子迁移率，选用体内迁移率高的材料；（2）减

小栅氧化层厚度，制作高质量的尽可能薄的栅氧化层；（3）增大器件的宽长比；（4）减小

器件的串联电阻。

2、在NPN双极型晶体管正向有源区工作时，，

，试求该器件正向电流增益，并说明提高的几种途径。其

中，，。（计算推导9分，措

施6分）

答案：经推导计算可得，，提高的措施有：（1）增大发射

区/基区浓度比，即发射区采取重掺杂；（2）增大基区少数载流子的扩散系数，即选用NPN

型器件；（3）增大发射区/基区厚度比，即减薄基区的厚度。