《半導(dǎo)體器件》習(xí)題及參考答案

1、第二章第二章1一個(gè)硅一個(gè)硅p－n擴(kuò)散結(jié)在擴(kuò)散結(jié)在p型一側(cè)為線性緩變結(jié)，型一側(cè)為線性緩變結(jié)，a=1019cm4，n型一側(cè)為均勻型一側(cè)為均勻摻雜，雜質(zhì)濃度為摻雜，雜質(zhì)濃度為31014cm－3，在零偏壓下，在零偏壓下p型一側(cè)的耗盡層寬度為型一側(cè)的耗盡層寬度為0.8μm，求零偏壓下的總耗盡層寬度、內(nèi)建電勢(shì)和最大電場(chǎng)強(qiáng)度。，求零偏壓下的總耗盡層寬度、內(nèi)建電勢(shì)和最大電場(chǎng)強(qiáng)度。解：)0(22????xxqaxdxdpS??)0(22nSDxxqNdx

2、d??????0)(2)(22????????xxxxqadxdxppS??nnSDxxxxqNdxdx???????0)()(??x＝0處E連續(xù)得xn＝1.07mx總=xnxp=1.87m???????npxxbiVdxxEdxxEV00516.0)()(負(fù)號(hào)表示方向?yàn)閚型一側(cè)指向p型一側(cè)。mVxqaEpS1082.4)(252max??????2一個(gè)理想的一個(gè)理想的pn結(jié)，結(jié)，ND＝1018cm－3，NA＝1016cm－3，τp＝τ

3、n＝10－6s，器件，器件的面積為的面積為1.210－5cm－2，計(jì)算，計(jì)算300K下飽和電流的理論值，下飽和電流的理論值，0.7V時(shí)的正向時(shí)的正向和反向電流。和反向電流。解：Dp＝9cm2s，Dn＝6cm2s，cmDLppp3103?????cmDLnnn31045.2?????npnpnpSLnqDLpqDJ00??IS=AJS=1.01016A。＋0.7V時(shí)，I＝49.3A，－0.7V時(shí)，I＝1.01016A3對(duì)于理想的硅對(duì)于理想

4、的硅pn突變結(jié)，突變結(jié)，ND＝1016cm－3，在，在1V正向偏壓下，求正向偏壓下，求n型中性型中性CB結(jié)，Vbi＝0.636V；mVVNNNNqxcbbiBBECSncb??261.0)()(2????W＝WB－xneb－xncb＝0.522m（b）31201073.4)0(????cmeppkTqVnnBE（c）CqAWpQnB131093.52)0(????2推導(dǎo)基區(qū)雜質(zhì)濃度為推導(dǎo)基區(qū)雜質(zhì)濃度為時(shí)的基區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)公式及基區(qū)少子時(shí)的基

5、區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)公式及基區(qū)少子lxBBeNxN)0()(??濃度分布表達(dá)式。濃度分布表達(dá)式。解：不妨設(shè)為NPN晶體管，由于基區(qū)中雜質(zhì)存在濃度梯度，其多數(shù)載流子（空穴）的分布也存在濃度梯度，它使空穴作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，這一運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生破壞了基區(qū)中的電中性，為維持電中性，基區(qū)中就產(chǎn)生一電場(chǎng)來(lái)阻止基區(qū)中空穴的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。電場(chǎng)的大小是恰好使電場(chǎng)產(chǎn)生的空穴漂移流與因雜質(zhì)濃度梯度所引起的擴(kuò)散流相抵消，這一電場(chǎng)就稱為緩變基區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)。考慮基區(qū)中自建電場(chǎng)對(duì)電流的貢獻(xiàn)，熱

6、平衡時(shí)，凈空穴電流為零。即0)()()(00???dxxdpqDxxpqJBpBBBpBpB??由此求得εB為dxxdpxpDxBBpBpBB)()(1)(00????平衡時(shí)基區(qū)中的空穴濃度PB0等于基區(qū)的雜質(zhì)濃度NB，于是上式寫為，代入則有dxxdNxNqkTxBBB)()(1)(??lxBBeNxN)0()(??lqkTB1????考慮電子電流密度：dxxdnqDxxnqJBnBBBnBnB)()()(??????將εB（x）代入上