并表示为漏电流的表达式。 （5分）
（1）衬底为P型，沟道中的载流子类型为电子；（2分） （2）图
ID三极管区饱和区VGS3VGS2VGS1VGS1-VthVGS2-VthVGS3-VthVDS
（2分） （2分） （3）
线性区：IDS???(UGS?UT)UDS???12?UDS? 2?
（2分）
其中??COX?n饱和区I（4）
?DS12WL
2?(UGS?UT)
（2分）
跨导的定义gm?{???IDS?UGSUDS?C （2分）
212gms??IDS?UGS?(UGS?UT)}?UGS??(UGS?UT)?2?IDS
一个硅P+N结（单边突变结）的P+区的杂质浓度为 1×1019cm-3，N区杂质浓度为为
?14101×1016cm-3，其中硅的?s?11.8，?0?8.85?10F/cm，ni?1.5?10cm?3，
q?1.6?10?19，T?300K
（1）在反向偏压10伏时，求出势垒区的宽度和最大电场强度。（5分）
（2）在正向偏压0.6伏时，给出在空间电荷区N区边界的少子浓度并判断是大注入还是小
注入。（5分） （2）
势垒区的宽度
分）
最大电场强度
?2??(U?U)?Xm??s0D?N0q???41/2?2?8.85?10?14?11.8?(0.28?10)????16?1910?1.6?10??1/2（3
?1.58?10cm?1.58?m1EM?N0qXm?s?0?2N0q(UD?U???s?0?16?19)?2??1?2?1?10?1.6?10?(0.28?10)?2????1411.8?8.85?10???1.77?10V/cm?1.77?10V/m57 （2分）
（2）
pn0?ni2161?10?qu(1.5?101?101016)2?2.25?10 （1分）
0.64pn?xn??pn0ek0T?2.25?10?e40.026?2.37?10cm14?3 （3分）
Pn(xn)??ND，所以是小注入。 （1分）
计算题（共10 分）
一个均匀基区硅NPN晶体管， 已知发射系数??0.99，集电结击穿电压BUCB0?150V，
2基区宽度Wb?18.7?m，以及基区中电子的寿命?nb?1?s，扩散系数Dn?35cm/s，忽
略发射结空间电荷区复合和基区表面复合，计算： （1）求?，?0和?；（6分） （2）求BUCE0；（4分） （1）基区输运系数 ??1?**Wb22Lnb2?1?Wb22Dn?nb?1?(18.7?10)2?35?10?6?42?1?0.05?0.95（3分）
电流放大系数
?0????0.99?0.95?0.945
*??11??0?11?0.945?15.6 （3分）
（2）
BUCE0与BUCB0的关系为
BUCE0?BUCB0n1?? （2分）
对于硅NPN晶体管，n?4 BUCE0?BUCB041???15041?15.6?74.5V（2分）
简述电流放大系数与晶体管工作电流的关系，并说明原因。（5分） 在小电流和大电流下，电流放大系数?0都会下降。（1分）
小电流时，发射结空间电荷区复合对发射系数影响和基区表面复合对输运系数的影响，都会导致?0下降，随着工作电流增加，二者的影响变小，?0上升。（2分）
大电流时，随着电流的增加，大注入效应的影响随着工作电流增加，电流放大系数?0随工作电流下降。（2分） PN结势垒电容
在耗尽层近似的情况下，PN结空间电荷区的空间电荷密度近似等于掺杂杂质的浓度（完全电离）。（1分）外加反向偏压U增加，空间电荷区Xm变宽，空间电荷量Q增加；外加反向偏压U减小空间电荷区Xm变窄，空间电荷量Q减小，所以空间电荷量Q随着外加反向偏压U变化而变化。（3分）当外加反向偏压的变化时，势垒区电荷的变化表现出来的电容效应称为PN结势垒电容。（1分） MOS管的沟道夹断
当MOS管的漏—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，沟道消失（被夹断），（4分）而只剩下耗尽区，这就称为沟道夹断。（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。（1分）
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。（1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） 计算题（共10分）
对称栅硅N-JFET的沟道为均匀掺杂，栅区为重掺杂，结构及物理参数为：
15?319?3??1?m、L?10?m、W?20?m、ND?5?10cm、NA?10cm、
ni?1.5?1010cm?3，?n?1500cm2/V?S、?0=8.85?10-14F/cm、T?300K。
（1）计算本征夹断电压UP0和夹断电压UP；（5分） （2）UGS??2V，UDS?3V时，计算电流ID。（5分） （1）
UDP0?qN2??2
0?S U?10?19?5?1021P0?1.62?8.854?10?12?11.8?10?12?3.83V（3分）
Uln(NDNABJ?kTqn2)
iU5?1015?1019BJ?0.026ln((1.5?1010)2)
?0.86V UP=UBJ?UP?00.2?63.?8?3V2 . 9 7 分） （2）
UDSa?tUG?SU?T2?V?(2?.97)?0.9V7
所以：
UGS??2V，UDS?3V时，沟道已经夹断 （1分） IW?0?s?n2D??L(UGS?UT)2???WL(UGS?UT) （2分）
?S=11.8、
（2
ID?8.854?10?12?11.8?0.15?610?2010?(?2?2.97)2 （2分）
?29.5?A综合题（共 15 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，
并表示为漏电流的表达式。 （5分）
（1）衬底为P型，沟道中的载流子类型为电子；（2分） （2）图
ID三极管区饱和区VGS3VGS2VGS1VGS1-VthVGS2-VthVGS3-VthVDS
（2分） （2分） （3）
线性区：IDS???(UGS?UT)UDS???12?UDS? 2?
（2分）
其中??COX?n饱和区I（4）
?DS12WL
2?(UGS?UT)
（2分）
跨导的定义gm??IDS?UGSUDS?C （2分）