2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目：832微电子器件
注：所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。
一、填空题（共45分，每空1分）
1、泊松方程的积分形式即是（）定理，它的物理意义是：流出一个闭合
曲面的电通量等于该闭合曲面围成的体积内的（）。
2、PN结的扩散电容和势垒电容有很多不同之处。例如：（）只存在于正向偏
压之下；（）的正负电荷在空间上是分离的；（）能用作变容二极管。
3、锗二极管和相同掺杂浓度、相同尺寸的硅二极管相比，其反向饱和电流更（），正
向导通压降更（）。
4、碰撞电离率是指每个载流子在（）内由于碰撞电离产生的（）
的数目。电场越（），材料的禁带宽度越（），碰撞电离率将越大。
5、温度升高时，PN结的雪崩击穿电压将（），这是因为温度升高将导致晶格振动
加强，因而载流子的平均自由程（）。
6、MOSFET用于数字电路时，其工作点设置在（）区和（）区；
双极型晶体管用于模拟电路时，其直流偏置点设置在（）区。
电容的乘积。
8、双极型晶体管的跨导代表其（）电流受（）电压变化的影响。双
极型晶体管的直流偏置点电流IE越大，跨导越（）；工作温度越高，跨导越（）。（第三、四个空填“大”或“小”）
9、一般来说，双极型晶体管的几个反向电流之间的大小关系为：IES（）ICS；
ICBO（）ICEO；BVCBO（）BVCEO；BVEBO（）BVCBO
（填“>”、“<”或“=”）
10、当双极型晶体管集电极反偏，发射极开路时，发射极电流（）零，发射结上的偏
压（）零。（填“>”、“<”或“=”）
11、增加双极型晶体管的基区宽度将（）厄尔利电压，（）基极电阻，
（）基区输运系数。
12、NMOS的衬底相对于源端应该接（）电位。当|VBS|增加时，其阈值电压将（）。
（第二个空填“增大”、“减小”或“不变”）
13、MOSFET的沟道载流子和位于半导体内的载流子相比，除受到（）散射及电
离杂质散射作用外，还会受到（）散射，因此，通常沟道载流子的迁移率（）体内载流子迁移率。当栅压|VGS|增强时，沟道内的载流子迁移率将（）。（第三个空填“>”、“<”或“=”，第四个空填“增加”、“降低”或“不变”）
14、对于N沟道增强型MOSFET，在VDS>0并且保持固定的条件下，当VGS从零开始逐渐
增大，则MOSFET将依次经过截止区、亚阈区、（）区和（）区，在亚阈区内，IDS与VGS呈（）关系。
15、现代集成电路工艺中，用多晶硅作为MOSFET栅电极是为了采用（）工艺。
多晶硅的掺杂类型不同将改变栅和衬底之间的（），从而影响阈值电压。N型MOSFET的多晶硅栅掺P型杂质时，阈值电压将偏（）。（最后一个空填“大”
或“小”）
16、现代集成电路工艺中，通常通过对MOSFET沟道区进行离子注入来调整阈值电压，当
向沟道注入的杂质为硼（B）时，P沟道MOSFET的阈值电压将（）。（填“变大”或“变小”）
17、对于短沟道MOSFET，随着沟道宽度的不断缩小，其阈值电压的绝对值可能会随之
（）。（填“变大”或“变小”）
二、简答与作图题(共52分)
1、分别写出PN结小注入和大注入时的结定律公式。（6分）
3、画出双极型晶体管的共基极短路电流放大系数α随发射极电流IE大小变化的关系示意图，
并对其进行解释。（8分）
4、一个理想二极管的直流I-V特性曲线如图所示，即满足方程：I=I0[exp（qV/KT）-1]。
请问一个实际二极管测试的正反向直流I-V特性与理想情况相比，可能会有哪些不同？
（不考虑二极管的击穿）简要解释其原因。（8分）
5、BJT和MOSFET相比，哪一种器件的温度稳定性更好？为什么？（6分）
6、采用化合物半导体SixGe1-x作为基区的NPN双极型晶体管（a）和（b），除基区Si、Ge
的组分不一样外，其余所有参数都相同。下图是两个晶体管的基区能带示意图，并假设工艺能实现这两种基区能带分布。请分析哪只晶体管的基区输运系数较大？为什么？（提示：考虑基区自建电场）（7分）
7、当MOSFET的沟道长度和沟道宽度缩小为原来的1/4，请分析此时电源电压、栅氧化层
三、计算题（共53分）
1、某突变P+N结如图（a）所示，N-区的长度为20μm，其雪崩击穿的临界击穿电场为Ec为2×105V/cm，雪崩击穿电压VB为150V。求：（12分）
（1）该P+N结在发生雪崩击穿时的耗尽区宽度。
（2）如图（b）所示，当N-区内右侧10μm的区域被掺杂浓度非常高的N+区所替代，此时该P+NN+结的雪崩击穿电压变为多少？
（3）如图（c）所示，当N-区直接缩短为10μm，此时该P+N结的雪崩击穿电压变为多少？
（1）电子和空穴的迁移率
（2）发射区和基区的方块电阻
（3）器件的发射极注入效率
（4）基区自建电场方向是什么？该电场将对从发射区注入基区的电子的扩散运动起到什么样的作用？
（5）求出基区自建电场的表达式
（1）计算器件的特征频率fT。
（2）当基区宽度变为2μm时，特征频率为多少？
4、工作在饱和区的理想长沟道NMOS器件，其ID1/2~VGS关系如图所示。(13分)
（1）试计算阈值电压VT和增益因子β。
（2）该器件是增强型器件还是耗尽型器件？
（3）如果该器件的漏极电压和栅极电压均为2V，求此时器件的漏极电流ID。