雙極結型晶體管/絕緣柵場效應晶體管/PN結晶體管習題集

雙極結型晶體管/絕緣柵場效應晶體管/PN結晶體管習題集:第二章 PN結
填空題
1、若某硅突變PN結的P型區(qū)的摻雜濃度為NA=1.5×1016cm-3，則室溫下該區(qū)的平衡多子濃度pp0與平衡少子濃度np0分別為（??? ）和（???? ）。
2、在PN結的空間電荷區(qū)中，P區(qū)一側帶（ ）電荷，N區(qū)一側帶（ ）電荷。內(nèi)建電場的方向是從（ ）區(qū)指向（ ）區(qū)。
3、當采用耗盡近似時，N型耗盡區(qū)中的泊松方程為（???? ）。由此方程可以看出，摻雜濃度越高，則內(nèi)建電場的斜率越（??? ）。
4、硅突變結內(nèi)建電勢Vbi可表為（???? ），在室溫下的典型值為（? ）伏特。
5、當對PN結外加正向電壓時，其勢壘區(qū)寬度會（??? ），勢壘區(qū)的勢壘高度會（??? ）。
6、當對PN結外加反向電壓時，其勢壘區(qū)寬度會（??? ），勢壘區(qū)的勢壘高度會（??? ）。
7、在P型中性區(qū)與耗盡區(qū)的邊界上，少子濃度np與外加電壓V之間的關系可表示為（???????? ）。若硅P型區(qū)的摻雜濃度NA=1.5×1017cm-3，外加電壓V= 0.52V，則P型區(qū)與耗盡區(qū)邊界上的少子濃度np為（?????? ）。
8、當對PN結外加正向電壓時，中性區(qū)與耗盡區(qū)邊界上的少子濃度比該處的平衡少子濃度（? ）；當對PN結外加反向電壓時，中性區(qū)與耗盡區(qū)邊界上的少子濃度比該處的平衡少子濃度（? ）。
9、PN結的正向電流由（?????? ）電流、（??????? ）電流和（??????? ）電流三部分所組成。
10、PN結的正向電流很大，是因為正向電流的電荷來源是（??? ）；PN結的反向電流很小，是因為反向電流的電荷來源是（??? ）。
11、PN結擴散電流的表達式為（????? ）。這個表達式在正向電壓下可簡化為（??? ），在反向電壓下可簡化為（???? ）。
12、在PN結的正向電流中，當電壓較低時，以（??? ）電流為主；當電壓較高時，以（??? ）電流為主。
13、薄基區(qū)二極管是指PN結的某一個或兩個中性區(qū)的長度小于（???????????? ）。在薄基區(qū)二極管中，少子濃度的分布近似為（??????? ）。
14、勢壘電容反映的是PN結的（????????????? ）電荷隨外加電壓的變化率。PN結的摻雜濃度越高，則勢壘電容就越（? ）；外加反向電壓越高，則勢壘電容就越（? ）。
15、擴散電容反映的是PN結的（??????????????? ）電荷隨外加電壓的變化率。正向電流越大，則擴散電容就越（? ）；少子壽命越長，則擴散電容就越（? ）。
16、PN結的擊穿有三種機理，它們分別是（??????? ）、（??????? ）和（????? ）。
17、PN結的摻雜濃度越高，雪崩擊穿電壓就越（? ）；結深越淺，雪崩擊穿電壓就越（? ）。
18、雪崩擊穿和齊納擊穿的條件分別是（?????? ）和（?????? ）。
19、PN結的低摻雜一側濃度越高，則勢壘區(qū)的長度就越（? ），內(nèi)建電場的最大值就越（? ），內(nèi)建電勢Vbi就越（? ），反向飽和電流I0就越（? ），勢壘電容CT就越（? ），雪崩擊穿電壓就越（? ）。
問答題
1、簡要敘述PN結空間電荷區(qū)的形成過程。
2、什么叫耗盡近似？什么叫中性近似？
3、PN結勢壘區(qū)的寬度與哪些因素有關？
4、寫出PN結反向飽和電流I0的表達式，并對影響I0的各種因素進行討論。
5、PN結的正向電流由正向擴散電流和勢壘區(qū)復合電流組成。試分別說明這兩種電流隨外加正向電壓的增加而變化的規(guī)律。當正向電壓較小時以什么電流為主？當正向電壓較大時以什么電流為主？

第三章 雙極結型晶體管
填空題
1、晶體管的基區(qū)輸運系數(shù)是指（?????????????????? ）電流與（??????????????????? ）電流之比。為了提高基區(qū)輸運系數(shù)，應當使基區(qū)寬度（????? ）基區(qū)少子擴散長度。
2、晶體管中的少子在渡越（??? ）的過程中會發(fā)生（??? ），從而使到達集電結的少子比從發(fā)射結注入基區(qū)的少子（? ）。
3、晶體管的注入效率是指（?????????????????????? ）電流與（????????? ）電流之比。為了提高注入效率，應當使（???? ）區(qū)摻雜濃度遠大于（? ）區(qū)摻雜濃度。
4、晶體管的共基極直流短路電流放大系數(shù) 是指發(fā)射結（? ）偏、集電結（? ）偏時的（????? ）電流與（????? ）電流之比。
5、晶體管的共發(fā)射極直流短路電流放大系數(shù)β是指（??? ）結正偏、（??? ）結零偏時的（????? ）電流與（??? ）電流之比。
6、在設計與制造晶體管時，為提高晶體管的電流放大系數(shù)，應當（??? ）基區(qū)寬度，（??? ）基區(qū)摻雜濃度。
7、在緩變基區(qū)晶體管的基區(qū)中會產(chǎn)生一個（??????? ），它對少子在基區(qū)中的運動起到（??? ）的作用，使少子的基區(qū)渡越時間（??? ）。
8、小電流時α會（??? ）。這是由于小電流時，發(fā)射極電流中（????????????????????? ）的比例增大，使注入效率下降。
9、當晶體管處于放大區(qū)時，理想情況下集電極電流隨集電結反偏的增加而（??? ）。但實際情況下集電極電流隨集電結反偏增加而（??? ），這稱為（??????????? ）效應。
10、IES是指（??? ）結短路、（??? ）結反偏時的（??? ）極電流。
11、ICS是指（??? ）結短路、（??? ）結反偏時的（??? ）極電流。
12、ICBO是指（??? ）極開路、（??? ）結反偏時的（??? ）極電流。
13、ICEO是指（??? ）極開路、（??? ）結反偏時的（??? ）極電流。
14、IEBO是指（??? ）極開路、（??? ）結反偏時的（??? ）極電流。
15、BVCBO是指（??? ）極開路、（??? ）結反偏，當（??? ）→∞時的VCB。
16、BVCEO是指（??? ）極開路、（??? ）結反偏，當（??? ）→∞時的VCE。
17、BVEBO是指（??? ）極開路、（??? ）結反偏，當（??? ）→∞時的VEB。
18、基區(qū)穿通是指當集電結反向電壓增加到使耗盡區(qū)將（??? ）全部占據(jù)時，集電極電流急劇增大的現(xiàn)象。防止基區(qū)穿通的措施是（??? ）基區(qū)寬度、（??? ）基區(qū)摻雜濃度。
19、比較各擊穿電壓的大小時可知，BVCBO（??? ）BVCEO ，BVCBO（??? ）BVEBO。
20、要降低基極電阻rbb'，應當（??? ）基區(qū)摻雜濃度，（??? ）基區(qū)寬度。
21、發(fā)射極增量電阻re的表達式是（??? ）。室溫下當發(fā)射極電流為1mA時，re =（??? ）。
22、隨著信號頻率的提高，晶體管的αω, βω的幅度會（??? ），相角會（??? ）。
23、基區(qū)渡越時間τb是指（??????????????????????????? ）。當基區(qū)寬度加倍時，基區(qū)渡越時間增大到原來的（? ）倍。
24、晶體管的共基極電流放大系數(shù)|αω|隨頻率的（??? ）而下降。當晶體管的|αω|下降到（????? ）時的頻率，稱為α的截止頻率，記為（? ）。
25、晶體管的共發(fā)射極電流放大系數(shù)|βω|隨頻率的（??? ）而下降。當晶體管的|βω|下降到 β0時的頻率，稱為β的（??????? ），記為（? ）。
26、當f>>fβ時，頻率每加倍，晶體管的|βω|降到原來的（??? ）；最大功率增益Kpmax降到原來的（??? ）。
27、當（??? ）降到1時的頻率稱為特征頻率fT。當（??? ）降到1時的頻率稱為最高振蕩頻率fM。
28、晶體管的高頻優(yōu)值M是（??????? ）與（??????? ）的乘積。
29、晶體管在高頻小信號應用時與直流應用時相比，要多考慮三個電容的作用，它們是（??????????? ）電容、（??????????? ）電容和（??????????? ）電容。
30、對于頻率不是特別高的一般高頻管，τec中以（? ）為主，這時提高特征頻率fT的主要措施是（??????????? ）。
31、為了提高晶體管的最高振蕩頻率fM ，應當使特征頻率fT（??? ），基極電阻rbb'（??? ），集電結勢壘電容CTC（??? ）。
問答題
1、畫出共基極放大區(qū)晶體管中各種電流的分布圖，并說明當輸入電流Ie經(jīng)過晶體管變成輸出電流IC時，發(fā)生了哪兩種虧損？
2、倒向晶體管的電流放大系數(shù)為什么小于正向晶體管的電流放大系數(shù)？
3、說明特征頻率fT的測量方法。
12、在材料種類相同，摻雜濃度分布相同，基區(qū)寬度相同的條件下，PNP晶體管和NPN晶體管相比，哪種晶體管的發(fā)射結注入效率γ較大？哪種晶體管的基區(qū)輸運系數(shù)β* 較大？
13、有人在測晶體管的ICEO的同時，錯誤地用一個電流表去測基極與發(fā)射極之間的浮空電勢，這時他聲稱測到的ICEO實質上是什么？

?15、在某偏置在放大區(qū)的NPN晶體管的混合π參數(shù)中，假設Cπ完全是中性基區(qū)載流子貯存的結果，Cμ完全是集電結空間電荷區(qū)中電荷變化的結果。試問：
(1) 當電壓VCE維持常數(shù)，而集電極電流IC加倍時，基區(qū)中靠近發(fā)射結一側的少子濃度nB(0)將加倍、減半、還是幾乎維持不變？基區(qū)寬度WB將加倍、減半、還是幾乎維持不變？
(2) 由于上述參數(shù)的變化，參數(shù)Rbb'、Rπ 、gm 、Cπ 、Cμ將加倍、減半、還是幾乎維持不變？
(3) 當電流IC維持常數(shù)，而集電結反向電壓的值增加，使基區(qū)寬度WB減小一半時，nB(0)將加倍、減半還是幾乎維持不變？

第五章 絕緣柵場效應晶體管
填空題
1、N溝道MOSFET的襯底是（? ）型半導體，源區(qū)和漏區(qū)是（? ）型半導體，溝道中的載流子是（??? ）。
2、P溝道MOSFET的襯底是（? ）型半導體，源區(qū)和漏區(qū)是（? ）型半導體，溝道中的載流子是（??? ）。
3、當VGS=VT時，柵下的硅表面發(fā)生（????? ），形成連通（? ）區(qū)和（? ）區(qū)的導電溝道，在VDS的作用下產(chǎn)生漏極電流。
4、N溝道MOSFET中，VGS越大，則溝道中的電子就越（? ），溝道電阻就越（? ），漏極電流就越（? ）。
5、在N溝道MOSFET中，VT>0的稱為增強型，當VGS=0時MOSFET處于（??? ）狀態(tài)；VT<0的稱為耗盡型，當VGS=0時MOSFET處于（??? ）狀態(tài)。
6、由于柵氧化層中通常帶（? ）電荷，所以（? ）型區(qū)比（? ）型區(qū)更容易發(fā)生反型。
7、要提高N溝道MOSFET的閾電壓VT ，應使襯底摻雜濃度nA（??? ），使柵氧化層厚度Tox（??? ）。
8、N溝道MOSFET飽和漏源電壓VDsat的表達式是（???????????? ）。當VDS>=VDsat時，MOSFET進入（??? ）區(qū)，漏極電流隨VDS的增加而（??? ）。
9、由于電子的遷移率μn比空穴的遷移率μp（? ），所以在其它條件相同時，（? ）溝道MOSFET的IDsat比（? ）溝道MOSFET的大。為了使兩種MOSFET的IDsat相同，應當使N溝道MOSFET的溝道寬度（??? ）P溝道MOSFET的。
10、當N溝道MOSFET的VGS11、對于一般的MOSFET，當溝道長度加倍，而其它尺寸、摻雜濃度、偏置條件等都不變時，其下列參數(shù)發(fā)生什么變化：VT（??? ）、IDsat（??? ）、Ron（??? ）、gm（??? ）。
12、由于源、漏區(qū)的摻雜濃度（? ）于溝道區(qū)的摻雜濃度，所以MOSFET源、漏PN結的耗盡區(qū)主要向（??? ）區(qū)擴展，使MOSFET的源、漏穿通問題比雙極型晶體管的基區(qū)穿通問題（??? ）。
13、MOSFET的跨導gm的定義是（?????????? ），它反映了（????? ）對（????? ）的控制能力。
14、為提高跨導gm的截止角頻率ωgm，應當（??? ）μ，（??? ）L，（??? ）VGS。
15、閾電壓VT的短溝道效應是指，當溝道長度縮短時，VT變（? ）。
16、在長溝道MOSFET中，漏極電流的飽和是由于（????????? ），而在短溝道MOSFET中，漏極電流的飽和則是由于（??????????????? ）。
17、為了避免短溝道效應，可采用按比例縮小法則，當MOSFET的溝道長度縮短一半時，其溝道寬度應（??? ），柵氧化層厚度應（??? ），源、漏區(qū)結深應（??? ），襯底摻雜濃度應（??? ）。
問答與計算題
1、畫出MOSFET的結構圖和輸出特性曲線圖，并簡要敘述MOSFET的工作原理。
2、什么是MOSFET的閾電壓VT？寫出VT的表達式，并討論影響VT的各種因素
3、什么是MOSFET的襯底偏置效應？
4、什么是有效溝道長度調制效應？如何抑制有效溝道長度調制效應？
5、什么是MOSFET的跨導gm？寫出gm的表達式，并討論提高gm的措施。
6、提高MOSFET的最高工作頻率fT的措施是什么？
7、什么是MOSFET的短溝道效應？