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北京工业大学2014-2015学年第二学期《半导体器件原理》考试试卷制作:12023103曹伟然北京工业大学2014-2015学年第2学期《半导体器件原理》考试试卷A卷考试说明：考试时间：95分钟考试形式:闭卷适用专业：电子科学与技术承诺：本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。若有违反，愿接受相应的处分。承诺人：学号：班号：······································································注：本试卷共4大题，共3页，满分100分，考试时必须使用卷后附加的统一答题纸和草稿纸。请将答案统一写在答题纸上，如因答案写在其他位置而造成的成绩缺失由考生自己负责。卷面成绩汇总表（阅卷教师填写）题号一二三四五六七八九十…总成绩满分10204030得分一、填空题（每空0.5分，10分）1.本门课程介绍的4种类型晶体管分别为：____________,____________,____________,和____________。2.PN结电击穿按产生机制分为：____________,和____________。PN结电容包括：____________,和____________。3.用平面工艺制造PN结二极管芯片的工艺包括____________,____________,____________,____________等。4.在PN结开关管中，在外加电压从正向变为反向后的一段时间内，会出现一个较大的反向电流。引起这个电流的原因是存储在____________区中的____________电荷。这个电荷的消失途径有两条，即____________和____________。5.双极结型晶体管的开关时间可以分别定义为：____________时间，____________时间，____________时间，____________时间。得分北京工业大学2014-2015学年第二学期《半导体器件原理》考试试卷制作:12023103曹伟然二、名词、符号解释题（前10题每题1分，后5题每题2分，共20分）1.基区渡越时间_______________________________________________________________2.MOSFET_____________________________________________________________________3.β(orhfe)__________________________________________________________________4.BVCEO________________________________________________________________________5.ICEO_________________________________________________________________________6.BJT的截止状态______________________________________________________________7.fT__________________________________________________________________________8.ts__________________________________________________________________________9.rb__________________________________________________________________________10.IDSAT________________________________________________________________________11.Early效应______________________________________________________________________________________________________________________________________________________12.跨导_______________________________________________________________________13.GMAE_________________________________________________________________________14.沟道长度调制效应___________________________________________________________15.沟道电导调制效应___________________________________________________________三、作图、简答题：（每题10分，共40分）（此题做在答题纸上）1.画出单发射极条、双基极接触光刻版制作的SiN+PN外延平面BJT芯片主要工艺步骤的平面图和所对应的剖面图。（10分）（可忽略SiO2台阶）2.分别画出均匀基区NPN晶体管在放大状态、饱和状态和截止状态时的能带图。（10分）3.画出n沟耗尽型MOSFET转移特性曲线、并标出阈值电压VT，画出其输出特性曲线，并得分得分北京工业大学2014-2015学年第二学期《半导体器件原理》考试试卷制作:12023103曹伟然标出VGS值、临界饱和线、非饱和区、饱和区，给出VDSAT,IDSAT的表达式。（10分）4.在npn开关双极晶体管的输出特性曲线上标出延迟时间，并通过开关过程中少子的分布图来说明延迟时间存在的原因。（10分）四、推导、计算题：（每小题10分，共30分）1.高频晶体管的β0=80，当信号频率f为25MHZ测得β=6，求晶体管的特征频率fT，以及当信号频率f分别为10MHZ和50MHZ时的β值。（10分）2.N+PN双极结型晶体管在正向有源区工作时的基区少数载流子分布为npB(x)=npB(0)(1-x/WB),基区渡越时间为：ζB=QB’/InB。试推导出ζB=WB2/2DnB。（10分）（给出详细的推导步骤，依此评分）3.有一n沟道的MOSFET，其衬底为P型Si，NA=1.5x1016cm-3,栅金属为Al，Φms=-（0.59+ΨF）（V），栅SiO2厚度tox=345Å,并具有Qox=1x1011q·cm-2,试计算当VBS=0时的阈值电压VT（0），问该MOSFET是增强型还是耗尽型。提示：q=1.6x10-19c，KT/q=0.026V，ε0=8.85x10-14F/cm，εox=3.9，εsi=11.7，Ni=1.5x1010cm-3(10分)（写出详细公式及计算步骤，依此评分）得分