雙極結(jié)型晶體管

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1、第三章3–1．（a）畫出晶體管在平衡時(shí)以及在正向有源工作模式下的能帶圖。（b）畫出晶體管的示意圖并表示出所有的電流成分，寫出各級電流表達(dá)式。（c）畫出發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)少子分布示意圖。3–2．考慮一個(gè)硅晶體管，具有這樣一些參數(shù)：，在均勻摻雜基區(qū)。若集電結(jié)被反向偏置，，計(jì)算在發(fā)射結(jié)基區(qū)一邊的過量電子密度、發(fā)射結(jié)電壓以及基區(qū)輸運(yùn)因子。3–3．在3–2的晶體管中，假設(shè)發(fā)射極的摻雜濃度為，，，發(fā)射結(jié)空間電荷區(qū)中，。計(jì)算在時(shí)的發(fā)射效率和。3–4．一NPN晶體管具有以下規(guī)格：發(fā)射區(qū)面積=1平方密耳，基區(qū)面積=10平方密耳，發(fā)射區(qū)寬度=，基區(qū)寬度=，發(fā)射區(qū)薄層電阻為，基區(qū)薄層電阻為，集電極電阻率=

2、，發(fā)射區(qū)空穴壽命=，基區(qū)電子壽命=100，假設(shè)發(fā)射極的復(fù)合電流為常數(shù)并等于。還假設(shè)為突變結(jié)和均勻摻雜。計(jì)算、以及時(shí)的。用半對數(shù)坐標(biāo)畫出曲線。中間電流范圍的控制因素是什么？3-5．（a）根據(jù)式（3-19）或式（3-20），證明對于任意的值公式（3-41）和（3-43）變成]（b）證明，若<<1,（a）中的表達(dá)式約化為（3－41）和（3－43）。3–6．證明在有源區(qū)晶體管發(fā)射極電流–電壓特性可用下式表示+其中為集電極開路時(shí)發(fā)射結(jié)反向飽和電流。提示：首先由EM方程導(dǎo)出。3–7．（a）忽略空間電荷區(qū)的復(fù)合電流，證明晶體管共發(fā)射極輸出特性的精確表達(dá)式為-V+注意：首先求出用電流表示結(jié)電壓的顯示解

3、。（b）若I>>I且，證明上式化為,其中3-8．一個(gè)用離子注入制造的晶體管，其中性區(qū)內(nèi)淺雜質(zhì)濃度為，中。（a）求寬度為的中性區(qū)內(nèi)單位面積的雜質(zhì)總量；（b）求出中性區(qū)內(nèi)的平均雜質(zhì)濃度；（c）若，基區(qū)內(nèi)少子平均壽命為，基區(qū)的平均擴(kuò)散系數(shù)和（b）中的雜質(zhì)濃度相應(yīng)，求共發(fā)射極電流增益。解：（a）==。（）(b)==.(c)用，=給出（查~圖）則代入數(shù)據(jù)即可。3–9．若在式中假設(shè)，則可在集電極電流I~曲線計(jì)算出根梅爾數(shù)。求出3–4中晶體管中的根梅爾數(shù)。采用、以及。3–10．（a）證明對于均勻摻雜的基區(qū)，式式簡化為（b）若基區(qū)雜質(zhì)為指數(shù)分布，即，推導(dǎo)出基區(qū)輸運(yùn)因子的表示式。若基區(qū)雜質(zhì)分

4、布為，推導(dǎo)出基區(qū)輸運(yùn)因子的表達(dá)式。3-11．基區(qū)直流擴(kuò)展電阻對集電極電流的影響可表示為，用公式以及示于圖3－12的數(shù)據(jù)估算出3-12．（a）推導(dǎo)出均勻摻雜基區(qū)晶體管的基區(qū)渡越時(shí)間表達(dá)式。假設(shè)〈〈1。（b）若基區(qū)雜質(zhì)分布為，重復(fù)（a）3-13．考慮晶體管具有示于圖3－16的雜質(zhì)分布，令發(fā)射極和基極面積相等（10平方密爾）且，發(fā)射極電流，集電結(jié)的反偏電壓為，計(jì)算在300K時(shí)截止頻率。3-14．若實(shí)際晶體管的基極電流增益為e/(1+j/)，證明，式中是共發(fā)射極電流增益模量為1時(shí)的頻率。3-15．（a）求出圖3－23中輸出短路時(shí)的表達(dá)式。（b）求出，它相應(yīng)于的數(shù)值下降到3的情況。（c）推導(dǎo)式（

5、3－85）3-16．.若圖3－16中平方密耳突變結(jié)，估算晶體管的復(fù)合模型參數(shù)。注：雙擴(kuò)散晶體管用3-17．證明平面型雙擴(kuò)散晶體管的穿透電壓可用下式表示：式中為根梅爾數(shù)。3-18．用兩個(gè)晶體管模擬的方法導(dǎo)出陽極電流做柵電流的表示式。3-19．負(fù)的柵電流可以關(guān)斷小面積的，關(guān)斷增益定義為，其中I為陽極導(dǎo)通電流，I為關(guān)斷器件所需的最小柵電流。