半导体器件物理 试卷及答案 试卷二

PAGE6-班级姓名班级姓名学号……………装………订…………线…………《半导体器件物理》模拟试卷二题号一二三四五六总分得分阅卷人得分阅卷人一、判断题：(每题1分，共10分)1.(√)半导体晶体一个重要的特性就是所谓的各向异性。因此，制造不同类型的器件通常需要选择不同的晶向。2.(×)形成P型半导体通常选择的掺杂元素是As（砷）。3.(×)一种半导体的本征载流子浓度ni与这种材料的禁带宽度Eg无关。4.(√)一种半导体材料，在一定的温度下，其电子浓度n与空穴浓度p成反比关系。5.(×)一个PN结，只有当其通过一定的电流情况下，才呈现出所谓的单向导电性。6.(×)肖克莱方程指出，一个PN结的电流电压关系满足线性关系。7.(√)双极型晶体管的基区宽度Wb很大程度上就决定了这支晶体管性能的优劣。8.(×)晶体管一旦击穿，通常也就丧失了正常功能，即其是一种不可恢复的器件。9.(×)MOS晶体管与双极型晶体管刚好相反，它是一种电流控制型器件。10.(√)根据MOS晶体管k因子的表达式：，当沟道长度L缩短以后，就意味着同样的晶片面积，可以获得更大的电流容量。得分阅卷人二、选择题：(每题2分，共10分)1.GaAs单晶体的结构属于（B）结构。A.金刚石B.闪锌矿C.面心立方D.体心立方2.不会影响半导体少数载流子寿命的因素是（C）。A.光照B.深能级杂质C.禁带宽度D.缺陷3.基本不影响MOS晶体管阈值电压的因素是（D）。A.衬底掺杂浓度NBB.栅氧化层厚度C.栅电极材料特性D.源漏区结深4.以下关于PN结电容说法不正确的是（D）。A.正向偏压增大时，势垒电容增大；B.正向偏压增大时，扩散电容增大；C.反向偏压增大时，势垒电容减小；D.势垒电容也是一种固定电容。5.图１中所示的MOS晶体管类型是（D）。A.N沟增强型B.P沟增强型图１C.P沟耗尽型D.N沟耗尽型图１得分阅卷人三、填空题：(每空1分，共20分)1.最常用的半导体材料，其晶体结构属于立方晶系，而立方晶系中三种最基本的晶胞分别是简立方、面心立方、体心立方。2.从固体能带论角度考虑，半导体晶体材料中的导电电子位于导带，而参与导电的空穴则位于价带。3.半导体晶体中的载流子可以有两种传导电流的运动方式，其中一种叫做扩散，而另一种叫做漂移。4.欧姆定律的微分形式为J=σE。5.MOS结构根据其所施加的栅电压VG的不同，其表面空间电荷区对应四种不同的状态，即分别为平带、积累、耗尽、反型，而半导体表面与衬底之间的电势差通常也称作表面势。6.双极型晶体管共基极直流电流放大系数可以表达成两个因子的乘积，即，两者分别称为发射效率与基区输运系数。7.双极型晶体管当工作在饱和区时，发射结正偏，集电结正偏。班级姓名学号……………装………订…………线…………8.对于以P-Si为衬底的理想MOS结构，当班级姓名学号……………装………订…………线…………9.双极型晶体管处于放大状态时，内部载流子的传输过程可表述为：发射区载流子，经过基区输运，集电区载流子。得分阅卷人四、名词解释：（每题2分，共10分）1、载流子漂移运动载流子在电场作用下的定向运动2、非平衡载流子非平衡状态的半导体，其载流子浓度将比平衡状态多，多出来的这部分载流子称为非平衡载流子。3、MOS晶体管阈值电压VT当MOS晶体管位于近源端处沟道区出现强反型层时，施加于栅源两极之间的电压称为阈值电压4、输出伏安特性曲线描述晶体管输出电流和电压之间关系的曲线5、特征频率fT当三极管的电流放大系数下降到1时所对应的频率。得分阅卷人五、简答题：(每题10分，共30分)1.以Si单晶为例，简述P型半导体的形成过程。(10分)向硅中加入Ⅲ族元素如B，B取代硅原子与相邻四个硅原子形成共价键，需要从邻近硅原子处获得电子，B原子变成带负电的B离子，硅原子由于失去电子，而形成空空穴，该半导体主要依靠空穴导电，称为P型半导体2.定性叙述NPN双极型晶体管的工作原理，并画出其输出伏安特性曲线。（6+4分）发射区正偏，集电结反偏，在正向的发射结电压作用下，发射区注入大量电子至基区，少量电子在基区中复合，多数电子到达集电结边界处，在反向集电结电压的作用下，由集电区收集3.如图2所示为一只nMOS型晶体管的输出伏安特性曲线，试求：（1）当VDS=10V，ID=10mA时，饱和区的跨导gm≈?（6分+4分）6mS（2）在图上示意画出非饱和区的位置。？图2图2得分阅卷人班级班级姓名学号……………装………订…………线…………六、计算题：（每题5分，共20分）1.有一掺杂浓度为的Si单晶，试求其电阻率ρ=？（已知：电子迁移率μn=1350cm2/V·S）（5分）提示：，，。4.6Ω•cm2.已知一硅单边突变结（P+N结），其中N区的杂质浓度为，试求：当流过的正向电流为时，该PN结施加的正向偏压VF=？其中：，，，，。（5分）提示：，，，VF=0.5V3.有一nMOS晶体管，其中已知VT=1.0V，tox=10-5cm，当VGS=5.0V，VDS=9.0V时，此时该MOS管的跨导gm=10-3S，试求：（2分+3已知：μn=400cm2/V•S，，(1)判断该晶体管的工作状态；(2)计算该MOS晶体管的沟道宽长比（W/L）=?。提示：①判断nMOS晶体管的状态，