006第六章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管

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1、第六章金属-氧化物-半导体场效应晶体管6-1．绘出在偏压条件下结构中对应载流子积累、耗尽以及强反型的能带和电荷分布的示意图，采用N型衬底并忽略表面态和功函数的影响。6-2．推导出体电荷、表面电势以及表面电场的表达式，说明在强反型时他们如何依赖于衬底的掺杂浓度。在至范围内画出体电荷、表面电势及电场与的关系。6-3．在受主浓度为的P型硅衬底上的理想MOS电容具有0.1um厚度的氧化层，，在下列条件下电容值为若干？（a）和，（b）和，（c）和。6-4．采用叠加法证明当氧化层中电荷分布为时，相应的平带电压变化可用下式表示：6-5．一MOS器件的Å，，，并且有的均匀正

2、氧化层电荷，计算出它的平带电压。假设，运用习题6-4的表达式6-6．利用习题6-4中的结果对下列情形进行比较。(a)在MOS结构的氧化层中均匀分布着的正电荷，若氧化层的厚度为150nm，计算出这种电荷引起的平带电压。(b)若全部电荷都位于硅-氧化硅的界面上，重复(a)。(c)若电荷成三角分布，它的峰值在，在处为零，重复(a)。6-7．在的P型Si<111>衬底上制成一铝栅MOS晶体管。栅氧化层厚度为120nm，表面电荷密度为。计算阈值电压。6-8．一MOS结构中由的N型衬底，100nm的氧化层以及铝接触构成，测得阈值电压为2.5V，计算表面电荷密度。6-9．

3、一P沟道铝栅极MOS晶体管具有下列参数：Å，，，，，，计算在等于-4V和-8V时的，并绘出电流-电压特性。6-10．一N沟道MOS晶体管具有下列参数：，，，，，计算在时的饱和电流。6-11．一N-沟,其，（a）试问这是增强型器件还是耗尽型器件？（b）计算阈值电压，（c）求时的饱和电流，（d）计算截至频率。(该题留到第六章)6-12．在习题6-10中的MOS晶体管中，令。（a）计算氧化层电容和截止频率。（b）若，及，重复（a）。6-13．(a)若N沟道MOS增强型FET的源和衬底接地，栅和漏极短路，推导出描述源-漏两极特性的公式。假设为常数。(b)用习题6-1

4、1的数据画出曲线。(c)计算时的.(d)若L/Z=1.0，重复（c）6-14．.(a)一沟道MOS晶体管制造在的N型衬底上，栅氧化层厚度为，若，以及计算阈值电压。(b)采用硼离子注入降低（a）中的MOSFET的阈值电压，问要得到V阈值电压所需的掺硼浓度为若干？6-15．导出的特性，其漏和栅连在一起，源和衬底接地，能否根据这些特性求出阈值电压?6-16．考虑一个长沟道，其中，，。求时的。若用常数比例因子将沟道收缩到，求按比例缩小后的下列参数：和。6-17．设计一个栅长为的亚微米(栅的长度是沟道长度加上2倍结深)，若结深为，栅氧化层厚度为。最大漏电压限制为，求沟

5、道掺杂浓度为多少时才能使这个具有长沟道特性。6-18．对于图6－30中的亚微米：（a）求，情况下的沟道电导，（b）情况下的跨导，（c）解释为什么电流不随（V变化，（d）根据跨导估算饱和速度。6-19．草绘采用硅栅工艺生产晶体管的一套掩膜。