P沟耗尽型 P P+ 空穴 负 >0
MOS管的沟道长度调制效应及其对MOS管特性的影响。（5分）
沟道长度调制效应：漏-源饱和电流随着沟道长度的减小（由于UDS的增大，漏端耗尽区扩展所致）而增加的效应称为沟道长度调制效应。 （3分）
影响：这个效应使MOS管的输出特性曲线明显发生倾斜，输出阻抗降低。（2分）
计算题（共10 分）
对于一个理想N的MOS场效应晶体管，衬底的掺杂浓度NA=1?1015cm-3，当栅氧化层厚度为tox1时，它的阈值电压为5V，如果栅氧化层厚度变为2 tox1时，求：
（1）此时的阈值电压UT；（6分）
（2）若UGS=15V时，求它的饱和漏源电压UDsat。（2分） 发射效率
是注入基区的电子电流In(X2)与发射机电流IE的比值。即有 ?0?In(X2)IE
缓变基区晶体管的自建电场
基区存在着杂质浓度梯度，基区的多数载流子（空穴）相应地具有相同的浓度分布梯度，这将导致空穴向浓度低的方向扩散，空穴一旦离开，基区中的电中性将被破坏。为了维持电中性，必然会在基区中产生一个电场，使空穴做反方向的漂移运动来抵消空穴的扩散运动。为了维持基区的电中性而产生的电场，称为缓变基区的自建电场Eb。 晶体管的特征频率
随着频率的增加，晶体管的共发射电流放大系数? 下降到1时对应的频率。特征频率反映了晶体管的高频性能：当频率低于特征频率时，? 大于1，晶体管具有电流放大作用，否者，晶体管不具有电流放大作用。 影响雪崩击穿电压的因素 （1）杂质浓度对击穿电压的影响
（2）雪崩击穿电压与外延层厚度的关系 （3）扩散结深对击穿电压的影响 （4）表面状态对击穿电压的影响
晶体管的载流子传输过程，可以简单总结为？（以NPN晶体管说明） （5分）。 （1）发射结发射电子，电子穿过发射结进入基区---发射区向基区注入电子； （2）电子穿越基区---基区传输电子；
（3）电子穿越集电结，被集电极收集---集电极收集电子
基区宽变效应及其对晶体管的电流放大系数和输出特性曲线的影响，并解释原因？ （1）基区宽变效应
当晶体管的集电结反向偏压发生变化时，集电结空间电荷区宽度 也将发生变化，所以，有效基区宽度也随着发生变化。这种由于外加电压变化，引起有效基区宽度变化的现象称为基区宽变效应。
（2）影响
在晶体管的输出曲线族上，表现为曲线随着外加电压增加而倾斜上升。
因为，集电结反向偏压增加时，耗尽层扩大，并有部分向基区扩展，使有效基区宽度减小，从而引起电流放大系数增大，特性曲线向上倾斜上升。
根据交流小信号增量参数跨导和漏电导的定义，分别推导出在线性区和饱和区的跨导和漏电导。 （1）线性区
IDs??{(UGS?UT)UDS?12UDS}
2其中??COX?nWL
当UDS 较小时，UDS的高次方项可以忽略，简化
IDs??(UGS?UT)UDS
成线性关系。 饱和电流
IDsat?12?[UGS?UT]
2（2）跨导
跨导是反映外加栅极电压的变化量控制漏-源电流变化量的能力，定义为
gm?线性区
电流求导可以得出 gml??U饱和区
电流求导可以得出
D S?IDS?UGS
UDS?Cgms??UDSat??(UGS?UT)
漏-源输出电导gd
gdl??IDS?UDSUGS?C
线性区
当UDS较小时，线性工作区IDS中的U2DS项可以忽略，对电流求导可以得出 gdl?饱和区
?(UGS?UT)
在理想情况下，若不考虑沟道长度调制效应，IDS与UDS无关，所以：
gds?0
MOS管的漏极对沟道的静电反馈作用
当UDS增大时，漏端N+区内束缚的正电荷增加，漏端耗尽区中的电场强度增加，一些电力线会终止在沟道中。这样，N型沟道中电子浓度必须增大，从而沟道的电导增大，这就是漏
极对沟道的静电反馈作用。
简要说明正向PN结的电流转换机理，并画出示意图（5分） 图2.14，（1分）
N型区中的电子，在外加电压的作用下，向边界XN漂移，越过空间电荷区，经边界XP注入到P区，然后向前扩散形成电子扩散电流。在扩散区域Ln中，电子边扩散、边复合，不断与从右边漂移过来的空穴复合而转化为空穴漂移电流，直到处注入的电子全部复合掉，电子的扩散电流完全转换成空穴的漂移电流。（2分）。对于P型区中的空穴，原理相同。总之，扩散区中的少子扩散电流通过复合转换为多子漂移电流（2分）
根据对电流放大系数β的分析，说明如何提高晶体管电流放大系数β？其中最主要的是哪个？ （5分）。
（1）提高发射区的掺杂浓度，增大正向注如电流；（1分） （2）减小基区宽度，减小复合电流；（1分）
（3）提高基区杂质分布梯度，以提高电场因子；（1分）
（4）提高基区载流子饿寿命和迁移率，以增加载流子的扩散长度。（1分） 最主要的是减小基区的宽度，减小复合电流。（1分）
对于双极型晶体管，在交流小信号传输过程中，增加了四个信号电流损失的途径： （1）发射结发射过程中的势垒电容充放电电流； （2）基区输运过程中扩散电容充放电电流； （3）集电结势垒区渡越过程中的衰减；
（4）集电区输运过程中对集电结势垒电容充放电电流。
MOS管的的阈值电压受那些因素的影响？其中最主要的是哪个？ （1）栅SiO2厚度对阈值电压的影响 （2）功函数差Φms的影响 （3）表面态电荷密度QSS的影响 （4）衬底杂质浓度的影响
最主要的：栅SiO2厚度对阈值电压的影响。（1分） PN结扩散电容
当PN结的正向电压加大时，为了使正向电流随着增大，扩散区就要积累更多的非平衡载流子。（1分）而当PN结的正向电压减小时，为了使正向电流随着减小，积累在扩散区的非平衡载流子就要减小。（2分）显然，在扩散区中积累电荷也随着外加电压而改变，因而PN结
也可等效成一个电容，这个电容称为PN结的扩散电容。（2分） MOS管的沟道夹断
当漏—源电压增加到漏端绝缘层上的有效电压低于表面强反型所需的阈值电压UT时，漏端绝缘层中的电力线将由半导体表面耗尽区中的空间电荷所终止，漏端半导体表面的反型层厚道为0，（3分）沟道消失（被夹断），而只剩下耗尽区，这就称为沟道夹断。（2分） 简要说明如何PN结（二极管）的开关速度？（5分）。
影响PN结开关速度的关键因素是反向恢复时间，它的内因在于非平衡载流子的储存效应。因此，提高二极管开关速度就要（1）减小储存电荷量，（2）加快储存电荷的消失。（1分） （1）减小正向导通时非平衡载流子的储存量
减小的方法：（1）减小正向电流；（2）降低区电子的扩散长度。（2分） （2）加快储存电荷消失过程
加快储存电荷消失的方法：（1）增大初始反向电流，即要求增大，减小；（2）减小区的电子寿命，加快电子的复合速度。（2分）
双极型晶体管的基区宽变效应及其对晶体管管特性的影响？（5分）
当晶体管的集电结反向偏压发生变化时，集电结空间电荷区宽度Xmc也将发生变化，所以，有效基区宽度也随着发生变化。（2分）这种由于外加电压变化，引起有效基区宽度变化的现象称为基区宽变效应。（2分）
影响：使输出特性曲线向上倾斜，输出电流增加，电流放大系数增大。（1分） 简要说明如何提高双极型晶体管特征频率参数fT？（5分）
（1）减小基区宽度，并采用扩散基区，其中减小基区的宽度是关键。
为了得到小的基区宽度，就必须采用浅结扩散。通常，对于同一型号的晶体管，?较大（基区宽度比较小）的晶体管，其特征频率也比较高，这正好说明了这些晶体管的
基区宽度比较小。（2分） （2）尽量减小发射结面积。（1分）
（3）基区扩散的薄层电阻大些，即浓度低些。（1分） （4）减小集电结面积，适当降低集电区电阻率。（1分） 对于一个增强型NMOS管，
（1）给出衬底和沟道中的载流子类型；（2分）
（２）画出增强型NMOS管输出特性曲线和转移特性曲线；（4分） （３）给出线性区和饱和区的漏-源电流方程。（4分）
（４）根据饱和区的漏-源电流方程和交流小信号增量参数跨导定义，推导出饱和区的跨导，