PAGE1-班級姓名學號班級姓名學號……………裝………訂…………線…………《半導體器件物理》模擬試卷一（參考答案）題號一二三四五六總分得分閱卷人得分閱卷人一、判斷題：(每題1分，共10分)1.(√)半導體晶體材料的摻雜濃度越高，其載流子的遷移率μ越低。2.(×)N型半導體材料的費米能級高于禁帶中心Ei，其費米能級越接近于導帶底則表示其摻雜濃度越低。3.(×)當PN結發生雪崩擊穿以后，該PN結就徹底燒毀了。4.(√)PN結空間電荷區的形成是由于載流子的擴散與漂移運動達到平衡所致，這時對應PN結兩側交界處存在一個接觸電勢差。5.(×)MOS結構的閾值電壓VT對應的是半導體表面發生耗盡時的柵壓。6.(×)金屬與半導體直接接觸有可能形成歐姆接觸或肖特基接觸，其中具有整流特性的接觸叫做歐姆接觸。7.(√)雙極型晶體管屬于電流控制型器件，在傳導電流的過程中，多子與少子同時參與導電。8.(√)雙擴散緩變基區晶體管因基區存在漂移電場，故其頻率特性較好，一般具有較高的特征頻率。9.(√)nMOS晶體管導通的時候，其線性區導通電阻。10.(√)MOS管的跨導可以用來表征柵電壓控制輸出電流變化的靈敏度。得分閱卷人二、選擇題：(每題2分，共10分)1.Si單晶體的結構屬于（A）結構。A.金剛石B.閃鋅礦C.面心立方D.體心立方2.不會影響半導體本征載流子濃度的因素是（C）。A.溫度B.半導體的類型C.摻雜情況D.禁帶寬度3.由于大電流工作條件而引起晶體管中產生的效應不包括（B）A.基區電導調制效應B.基區寬度調變效應C.發射極電流集邊效應D.有效基區擴展效應圖１4.以下關于PN結電容說法正確的是（C）。圖１A.正向偏壓增大時，勢壘電容減小；B.正向偏壓增大時，擴散電容減小；C.反向偏壓增大時，勢壘電容減小；D.勢壘電容是一種固定電容。5.圖１中所示的MOS管類型是（B）。A.N溝增強型B.P溝增強型C.P溝耗盡型D.N溝耗盡型得分閱卷人三、填空題：(每空1分，共20分)1.由于半導體晶體特殊的晶格結構，它們的導電性能受三個因素的影響較大，它們分別是光照、摻雜、溫度。2.半導體晶體材料中的載流子的運動方式有擴散運動、漂移運動。3.縮短材料的少子壽命，可以提高PN結二極管的開關速度，向半導體中摻金（Au），也可以提高PN結二極管的開關速度。4.PN結空間電荷區的寬度主要向低濃度摻雜的一側擴展。5.Si-SiO2系統中主要包括的4種電荷與能態：可動電荷、固定電荷、電離陷阱、表面態，一般認為在SiO2柵介質中，它們表現為正電荷的形式。6.NPN型晶體管為了獲得良好的電流放大性能，一般要求發射區的摻雜濃度高于集電區的濃度，同時滿足Wb＜Lnb。7.雙極型晶體管工作在飽和區時，發射結正偏，集電正偏。班級姓名學號……………裝………訂…………線…………8.以P-Si班級姓名學號……………裝………訂…………線…………9.雙極型晶體管處于放大狀態時，內部載流子的傳輸過程可表述為：發射區發射載流子，經過基區輸運，集電區收集載流子。得分閱卷人四、名詞解釋：（每題2分，共10分）1、本征激發半導體材料處于一定的溫度下，位于價帶頂部附近的電子獲得足夠的能量，直接激發到導帶的過程，該過程能產生一對電子-空穴對，稱為本征激發。2、少子壽命少數載流子的平均生存時間，一般簡稱為少子壽命，常用表示。3、PN結勢壘電容當PN結外加偏壓發生變化時，對應PN結空間電荷區的正負電荷便跟著相應地發生改變，這時對應的電容就稱為勢壘電容，通常用CT表示。4、功函數W當位于金屬或半導體材料費米能級EF處的電子，激發到真空中時，外界需要提供的能量，就稱為這種材料的功函數，一般用W表示。5、方塊電阻R□厚度為xj的正方形導電薄片材料，當電流I從側面流入時，所呈現出的電阻，稱為方塊電阻。得分閱卷人五、簡答題：(每題10分，共30分)1.以Si晶體為例，簡述N型半導體的形成過程。(10分)當Si晶體中摻入五族（主族）元素，例如磷、砷元素的時候，這些元素的原子最外層有5個價電子，而Si原子只有4個價電子，因此，當磷原子取代一個Si原子時，它的其中4個價電子與Si原子的4個價電子形成共價鍵，而余下的一個電子很容易掙脫磷原子而在晶體中自由運動并參與導電，從而形成N型半導體。2.闡述nMOS晶體管的工作原理，并畫出其輸出伏安特性曲線。（6+4分）當nMOS晶體管柵極施加的當nMOS晶體管柵極施加的電壓VGS≥VT時，就形成了導電溝道。這時，當施加漏極電壓VDS時，就形成了漏極電流ID。3.如圖2所示為一雙極型晶體管的輸出伏安特性曲線，試求：（1）當VCE=15V，IB=100μA時，β0=?（6分）解：根據β0的定義，有（倍）（2）在圖上標出飽和區。（4分）圖2圖2得分閱卷人班級班級姓名學號……………裝………訂…………線…………六、計算題：（共20分）1.有一支NPN雙極型晶體管的共發射極直流電流放大系數β0=100，其共發射極截止頻率fβ為10MHZ，則當f=fβ時，該管的共發射極交流電流放大系數β為多少？該晶體管的特征頻率fT=？MHz（2分+2分）提示：①，②特征頻率答案：（1）β=70.7（2）fT=710MHz2.有一硅P+N結的N區摻雜濃度為，試求：當其施加的正向偏壓為0.7V時，流過該PN結的正向電流IF，其中已知：（5分），，，，提示：，，，答案：IF=0.115A3.有一nMOS型晶體管，已知：VT=1.0V，tox=10-5cm，當VGS=5V，VDS=9V時，MOS管的跨導gm=10-3S,試求：（2分（1）試判斷該MOS型晶體管的工作狀態；（2）計算該MOS型晶體管的溝道寬長比（W/L）=?（3）求該MOS型晶體管此時的漏極電流IDS=？已知：μn=400cm2/v?s，提示：①判斷MOS晶體管的狀態，應用不等式②跨導計算公式：，③漏極電流計算公式