《半導(dǎo)體器件第二章答案.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《半導(dǎo)體器件第二章答案.ppt（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一 畫(huà)出單邊突變結(jié) pn+在下列情況下的能帶圖 、 空間電荷區(qū) 、 電場(chǎng) 分布： （ a） 熱平衡 （ b） 正偏 （ c） 反偏 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 表面效應(yīng) 表面離子電荷 耗盡層內(nèi)載流子的 產(chǎn)生和復(fù) 合 大注入 串聯(lián)電阻效應(yīng) 大的反向電場(chǎng)，結(jié)的擊穿 偏離理想情形 二、 解釋低偏壓下和高偏壓下 PN結(jié)偏離理想情況的原因。 Evaluation only.

2、 Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 實(shí)際 Si二極管的電流 -電壓特性 產(chǎn)生 -復(fù)合電流區(qū) 擴(kuò)散電流區(qū) 大注入?yún)^(qū) 串聯(lián)電阻效應(yīng) 產(chǎn)生 -復(fù)合與表 面效應(yīng)等引起的 反向漏電流 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 雜質(zhì)濃度及雜

3、質(zhì)分布對(duì)擊穿電壓的影響 耐高壓選低摻雜的高阻材料做襯底，或深結(jié)。 外延層厚度對(duì)擊穿電壓的影響 外延層厚度必須大于結(jié)深和勢(shì)壘寬度 xmB 棱角電場(chǎng)對(duì)雪崩擊穿電壓的影響 用平面工藝制造而成的 PN結(jié) ， 側(cè)壁部分電場(chǎng)強(qiáng)度更大 ， 擊穿首先 發(fā)生在這個(gè)部位 。 PN結(jié)實(shí)際的擊穿電壓比平面部分的計(jì)算值低 。 表面狀況及工藝因素對(duì)反向擊穿電壓的影響 溫度對(duì)雪崩擊穿電壓的影響 雪崩擊穿電壓隨溫度升高而增大 ， 溫度系數(shù)是正的 。 影響雪崩擊穿電壓的因素 W dxx 0 1)( 三 雪崩擊穿的條件是什么 ？ 影響雪崩擊穿的因素是什么 ？ Evaluation onl

4、y. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 勢(shì)壘電容：勢(shì)壘區(qū)的電荷量也就隨外加電壓變化而變化 。 這相當(dāng) PN結(jié) 中存儲(chǔ)的電荷量也隨之變化 ， 猶如電容的充放電效應(yīng) 。 擴(kuò)散電容：擴(kuò)散區(qū)積累的過(guò)剩載流子隨外加電壓變化的同時(shí) ， 空間電 荷區(qū)兩側(cè)的擴(kuò)散區(qū)電荷也有變化 。 擴(kuò)散區(qū)是中性的 ， 積累過(guò)剩少子 的同時(shí) ， 在同一區(qū)也必然積累等量的過(guò)剩多子 。 所以 ， 擴(kuò)散電容的 正負(fù)電荷應(yīng)理解為空間同一位置上價(jià)帶里的空穴和導(dǎo)帶中的電子

5、。 PN結(jié)開(kāi)關(guān)速度決定因素 ： 少子壽命 p 正向注入電流 If 反向抽取電流 Ir 由于 If 、 Ir常受到電路中其他條件的限制 ， 所以 ， 減小載流子 壽命比較可行 ， 通常通過(guò)摻金工藝實(shí)現(xiàn) 。 四、 解釋 PN結(jié)的勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容的物理機(jī)制，如何提高 PN結(jié)的開(kāi)關(guān)速度？ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1e x p0 Tp np np V V L pq

6、A DxI 1e x p0 Tp nop n pn V V L pqA D L nqA DI 00 1 1 p n p p p n n I I n L p L 由于 qn npn 0 qp pnp 0and 因此 nppn p LLI I 1 1 (a) 五 假設(shè) PN結(jié)的空穴注入效率定義為 =Ip/I(x=0),證明： 并討論如何使 趨于 1. nppn p LLII /1 1 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyrigh

7、t 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1 pTpppp VDL nTnnnn VDL qn npn 0 qp pnp 0 pn 由于 and 因此 所以 (b) nppn LL pnnp pn 00 00 np pn ad NN Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 六、 根據(jù) 和 ,證明： dx dnq A Dq A nI p

8、 nnpn dxd 20 ln i da Tpn n NNV 處于熱平衡時(shí)， In 0 x nD dx dnu nn T n n VD dnnVd T 從 -xpxn作積分，則 2 00 2l n l n l n l n l n i a d n p T n T p o T d T T ai n N NV n V n V N V V Nn 所以 根據(jù) 得 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 A

9、spose Pty Ltd. 3 1 002 1 m a x0 128 aq k aq kW 七、在線性緩變結(jié)中，雜質(zhì)分布為： ，證 明耗盡層的寬度為 xaNN ad 2 Wxx pn 設(shè) 由泊松方程得 2 2 0 dqax dx k 積分為 2 02 d q a xA d x k 2Wx 時(shí) =0， 即 2 0W x d dx 0 2 8 k qaWA 22 0 48d qa xWdx k 22m a x22 0 448 WxWxkqa 0 max 8 k qa且 所以 Evaluation

10、 only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 對(duì)式 再積分一次得 d dx 32 0 4 83 qa x W x B k 3 0 012 np qaW k 310012 qa kW Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011

11、Aspose Pty Ltd. 八 、 分析 pin二極管的工作原理 ， i區(qū)代表本征區(qū) 。 工作原理：利用高阻 i區(qū)在正 、 反偏壓下對(duì) p-i結(jié)和 i-n結(jié)注 入載流子的存儲(chǔ)和掃出的電阻變化 。 跟 pn結(jié)的工作原理 類似 。 正偏時(shí) ， p區(qū) 、 n區(qū)分別有大量的空穴 、 電子注入到 i區(qū) ， 在一定的濃度梯度 下 ， 相對(duì)向 i區(qū)中心擴(kuò)散 ， 同時(shí)不斷復(fù)合 。 當(dāng)單位時(shí)間注入的電子空 穴數(shù)和復(fù)合數(shù)相等時(shí) ， 電子 、 空穴達(dá)到穩(wěn)態(tài)分布 。 由于 i區(qū)電中性的 要求 ， 電子和空穴分布相同 。 注入的電子 、 空穴產(chǎn)生電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng) ， 使 i區(qū)電導(dǎo)增加 ， i區(qū)呈現(xiàn)低阻抗 。

12、pin管處于導(dǎo)通 。 反偏時(shí) ， i區(qū)電阻率很高 ， 隨著反偏壓不斷升高 ， i區(qū)耗盡層寬度不斷變大 ， 最終使 i層穿通 ， i區(qū)為高阻區(qū) 。 pin管處于關(guān)態(tài) 。 Pin管作為微波開(kāi)關(guān)管的原理：隨著信號(hào)頻率提高 ， 載流子的注入和掃出跟 不上信號(hào)的變化 。 正半周時(shí) ， 由于時(shí)間短暫 ， p、 n區(qū)的載流子來(lái)不 及注入到整個(gè) i層 ， 二極管未能完全導(dǎo)通；負(fù)半周時(shí) ， 又來(lái)不及復(fù)合 和掃出 ， 使之不能完全截止 。 因此 ， 微波信號(hào)本身對(duì) pin管的作用很 弱 。 根據(jù)上述分析 ， 通過(guò)外加偏壓就能控制管子的工作狀態(tài) 。 如通過(guò)加 正偏壓 ， 即使是微波信號(hào)的負(fù)半周 ， 仍能保持導(dǎo)通狀態(tài) 。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.