第三章 双极结型晶体管(习题)

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1、第三章3–1．（a）画出晶体管在平衡时以及在正向有源工作模式下的能带图。（b）画出晶体管的示意图并表示出所有的电流成分，写出各级电流表达式。（c）画出发射区、基区、集电区少子分布示意图。3–2．考虑一个硅晶体管，具有这样一些参数：，在均匀掺杂基区。若集电结被反向偏置，，计算在发射结基区一边的过量电子密度、发射结电压以及基区输运因子。3–3．在3–2的晶体管中，假设发射极的掺杂浓度为，，，发射结空间电荷区中，。计算在时的发射效率和。3–4．一NPN晶体管具有以下规格：发射区面积=1平方密耳，基区面积=10平方密耳，发射区宽度=，基区宽

2、度=，发射区薄层电阻为，基区薄层电阻为，集电极电阻率=，发射区空穴寿命=，基区电子寿命=100，假设发射极的复合电流为常数并等于。还假设为突变结和均匀掺杂。计算、以及时的。用半对数坐标画出曲线。中间电流范围的控制因素是什么？3-5．（a）根据式（3-19）或式（3-20），证明对于任意的值公式（3-41）和（3-43）变成]（b）证明，若<<1,（a）中的表达式约化为（3－41）和（3－43）。3–6．证明在有源区晶体管发射极电流–电压特性可用下式表示+其中为集电极开路时发射结反向饱和电流。提示：首先由EM方程导出。3–7．（a）忽

3、略空间电荷区的复合电流，证明晶体管共发射极输出特性的精确表达式为-V+注意：首先求出用电流表示结电压的显示解。（b）若I>>I且，证明上式化为,其中3-8．一个用离子注入制造的晶体管，其中性区内浅杂质浓度为，中。（a）求宽度为的中性区内单位面积的杂质总量；（b）求出中性区内的平均杂质浓度；（c）若，基区内少子平均寿命为，基区的平均扩散系数和（b）中的杂质浓度相应，求共发射极电流增益。解：（a）==。（）(b)==.(c)用，=给出（查~图）则代入数据即可。3–9．若在式中假设，则可在集电极电流I~曲线计算出根梅尔数。求出

4、3–4中晶体管中的根梅尔数。采用、以及。3–10．（a）证明对于均匀掺杂的基区，式式简化为（b）若基区杂质为指数分布，即，推导出基区输运因子的表示式。若基区杂质分布为，推导出基区输运因子的表达式。3-11．基区直流扩展电阻对集电极电流的影响可表示为，用公式以及示于图3－12的数据估算出3-12．（a）推导出均匀掺杂基区晶体管的基区渡越时间表达式。假设〈〈1。（b）若基区杂质分布为，重复（a）3-13．考虑晶体管具有示于图3－16的杂质分布，令发射极和基极面积相等（10平方密尔）且，发射极电流，集电结的反偏电压为，计算在300K时截止

5、频率。3-14．若实际晶体管的基极电流增益为e/(1+j/)，证明，式中是共发射极电流增益模量为1时的频率。3-15．（a）求出图3－23中输出短路时的表达式。（b）求出，它相应于的数值下降到3的情况。（c）推导式（3－85）3-16．.若图3－16中平方密耳突变结，估算晶体管的复合模型参数。注：双扩散晶体管用3-17．证明平面型双扩散晶体管的穿透电压可用下式表示：式中为根梅尔数。3-18．用两个晶体管模拟的方法导出阳极电流做栅电流的表示式。3-19．负的栅电流可以关断小面积的，关断增益定义为，其中I为阳极导通电流，I为关断器件所需

6、的最小栅电流。