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《微电子器件》第三版习题答案


0,由此得:E1
q
s
ND (x
xi1
xn )
在 I 型区, dE2 0, dx
E2 常数 Emax
在 P型区,
dE3 dx
q
s
NA
,
E3
q
s
NA x
C3
边界条件:在
x
xi2
xp
处,E3
0,由此得:E3
q
s
NA (x
xi2
xp )
N
I
P
xi1 xn xi1 0 xi2
xi2 xp
E2 Emax E

N
(x)
N0
exp(
x
)
代入,得:E
kT
q
再将 kT 0.026 V, 0.4 μm 代入,得:E 650 V cm
q
1
突变结的最大电场强度表达式为:|
Emax
|
2qN0Vbi
s
2
式中:N0
NDNA ND NA
ND
1015 cm3,
Vbi
kT q
ln
NDNA ni2
0.757 V,
Vbi
1 2
Emax xn
Emax xi
1 2
Emax xp
kT q
ln
NDNA ni2
Emax
xn
2Vbi 2xi
xp
式中,xi xi1 xi2

xn
s Emax
qND
,
xp
s Emax
qNA
代入,解出 Emax ,得:
1
Emax
qN0 xi
s
1
2 sVbi
qN0 xi2
2
1
1
对于PN结,可令
xi
0,得:Emax
2qN0Vbi
s
2
当 xi 增大时,Emax 减小, 当 xi 时,Emax 0
20、
已知: 由于
因此
p qp NA p NA 1 n qn ND n ND
J dp
qDp ni2 Lp ND
exp
qV kT
1
J dn
qDn ni2 Ln NA
exp
qVBE kT
1
AEq2 DEni2 QEO
exp
qVBE kT
1
再根据注入效率的定义,可得:
J nE JE
J nE JnE JpE
1
J pE J nE
1
1
QBO QBE
DE DB
1
9、
IC
AE J nC
AE J nE
AE
qDBni2 WB NB
exp
qVBE kT
式中,
1
1 2
WB LB
2
1
WB2
2DB B
0.9986
将 AE 104 μm2 , 0.9986, q 1.6 1019 C,
DB 18cm2 s1, ni 1.51010 cm3, WB 0.7 104 cm,
NB 1017 cm3,
VBE 0.7 V,
kT 0.026 V 之值代入, q
)
1
VA
| VCB 0
WB
2qN
B
(
NC
s NC
NB )Vbi
2
22、
Vbi
kT q
ln
NBNC ni2
0.026 ln
11033 2.25 1020
0.757
V
1
VA
|VCB 0 WB
2qN
B
(
NC
s NC
NB
)Vbi
2
126 V
27、 实质上是 ICS 。
39、 为提高穿通电压 Vpt ,应当增大 WB 和 NB ,但这恰好与提 高 β 相矛盾。解决方法: 使 NB >> NC ,这样集电结耗尽区主要向集电区延伸,可使 基区不易穿通。
DE 2cm2s1, DB 18cm2s1, 代入 中,得: 0.9972
(2) 1 WB2 0.9999 2DB B
(3) 0.9971, 344 1
(4) 当由基区输运造成的亏损非常小时,可假设 1,这时
可用 ' QEODB 来代替 。
QBO DE
' QEODB 360, 误差为: | e | | ' | 4.7%
E1
E3
xi1 xn xi1 0 xi2
x
xi2 xp

x
xi1 处,E1
Emax
q
s
ND xn ,
由此得:xn
s Emax
qND

x
xi2 处,E3
Emax
q
s
NA xp
,
由此得:xp
s Emax
qNA
(2) 对于无 I 型区的PN结:
xi1 0,
xi2 0,
E1
q
s
ND (x
xn ),
ni2 NB
exp
qVBE kT

得:VBE
kT q
ln nB (0)NB , ni2

kT q
、nB
(0)、NB
及 ni
之值代入,
得:VBE 0.55V
已知:
1
1 2
WB LB
2
1 WB2
2DB n
,
将n
106 s 及 WB 、DB
之值代入,得: 0.9987。
7、
b
WB2 2DB
Q n p , Dn Dp , npn pnp
1 WB2 , 2DB B
* npn
1
WB2
2Dn n
,
* pnp
1
WB2
2Dp p
Q n p ,
Dn
Dp ,
*
npn
pnp
20、当忽略基区中的少子复合及 ICEO 时,
IC InE AE
qDBni2
WB
0 NBdx
WB dWB dVCE
式中,dWB dxdB , VCE VCB VBE

VBE
保持不变,所以 dVCE
dVCB ,
于是:VA
WB dxdB dVCB
1
xdB
2s N
qNB
C
(
(Vbi VCB ) NC NB)
2
1
dxdB dVCB
2qNB
(NC
s NC
NB )(Vbi2 NhomakorabeaVCB
q
300
gD
10 32.3
0.309 s,
rD
1 gD
3.23
第3章
1、NPN 缓变基区晶体管在平衡时的能带图
NPN 缓变基区晶体管在放大区时的能带图
2、NPN 缓变基区晶体管在放大区时的少子分布图
pE0
nB0
pC0
3、
IC1 80
I B1
0
dIC dIB
IC IB
IC2 IC1 IB2 IB1
q 1.61019 C, S 1.0451012 F cm ,
代入 | Emax |中,得:| Emax | 1.52 104 V cm
8、(1)
N
I
P
xi1 xn xi1 0 xi2
xi2 xp
在 N型区,
dE1 dx
q
s
ND
,
E1
q
s
ND x C1
边界条件:在
x
xi1
xn
处,E1
EG (Ge) 0.66eV, ni (Ge) 2.4 1013cm3,
OX 3.98.854 1014 3.4531013 F cm
第2章
1 、在 N 区耗尽区中,高斯定理为:
Ñ r
E
r gdA
q
A
s
V NDdv
取一个圆柱形体积,底面在 PN 结的冶金结面(即原点)处,
面积为一个单位面积,顶面位于 x 处。则由高斯定理可得:
qV kT
1
Jdp Ln Dp NA Ln p NA 1 Jdn Lp Dn ND Lp n ND
24、 PN 结的正向扩散电流为
I
I0
exp
qV kT
式中的 I0 因含 ni2 而与温度关系密切,因此正向扩散电流可表为
I
C1ni2
exp
qV kT
C2
exp
EG kT
qV
于是 PN 结正向扩散电流的温度系数与相对温度系数分别为
1
xdB W xdB
2
144
1
9
3 9
2
80V
34、
已知对于单边突变结,
1
CT
A
s qN
2(Vbi
0
V
)
2
Vbi
K V
1
2
当 Vbi 0.6 V,
V 3V 时, CT
K 10 pF , 由此可得 3.6
K 10 3.6, 因此当 V 0.2 V时,
48、
IC IE ICBO
0
dIC dIE
d( IE )
dIE
IE
d
dIE
在 IE 很小或很大时,α 都会有所下降。

IE
很小时,d
dI E
0,
这时 α0 >α ;

IE
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