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1、部部 分分 习习 题题 解解 答答 部分物理常数：部分物理常数： 19 1412 S 103 Gi 1412 S 133 Gi 1.6 10C,0.026V (300k), (Si)11.8 8.854 101.045 10F cm, (Si)1.09eV,(Si)1.5 10 cm , (Ge)16 8.854 101.417 10F cm, (Ge)0.66eV,(Ge)2.4 10 cm , qkT qT En En = = = = = 1413 OX 3.9 8.854 103.453 10F cm = s h a n r e n 第第 2 章章 1 、在、在 N 区耗尽区中，高斯定理
2、为：区耗尽区中，高斯定理为： D dd AV s q EANv = 取一个圆柱形体积，底面在取一个圆柱形体积，底面在 PN 结的冶金结面（即原点）处，结的冶金结面（即原点）处， 面积为一个单位面积，顶面位于面积为一个单位面积，顶面位于 x 处。则由高斯定理可得：处。则由高斯定理可得： ( )()() nDn s 0 q E xxxNxx = ( ) maxD s q EE xN x += 当当 x = xn 时，时，E(x) = 0，因此，因此 ，于是得：，于是得： maxDn s q EN x = （2-5a） s h a n r e n 3 、 32 AD bi 220 i 5 10 (1
3、)ln0.026 ln0.739V 2.25 10 N NkT V qn = 5 S pmax A 6 S nmax D 1 2 5 SbiSbi dpnmax 0max0 (2)2.83 10 cm 5.67 10 cm 22 3.40 10 cm xE qN xE qN VV xxxE qNEqN = = =+= 1 2 4-1 0bi max S 2 (3)4.34 10 Vcm qN V E = s h a n r e n 4 、 ()() 1111 2222 SSbibi dbibid0 00bibi 22VVV xVVVVx qNqNVV = bidd0 32VVxx= =当时，
4、bidd0 83VVxx= =当时， s h a n r e n D1D1 D2 D2 nnn n n D1 bi D2 203163 D1D2 4 bi d 0 d 1 d1 ddln ddd dln|ln 0.026V ,1 10 cm ,1 10 cm 0.026ln(10 )0.24V NN N N n JqDqnE x DnkTnkTn E nxqnxqx NkTkT VE xn qqN kT NN q V =+= = = = = = = = = 由平衡时多子电流为零 得： 将 代入，得： 6 、 ND2 ND1 s h a n r e n 0 1 2 0bi max s 153 D
5、ADA 0Dbi 2 DAi 76 1 d1d ( ) d( )d ( )exp() 0.026 V,0.4m650 V cm 2 | 10 cm ,ln0.757V, 1.6 10 kTnkTN x E qnxqN xx xkT N xNE q kT E q qN V E N NN NkT NNV NNqn q = = = = = = + = 、由第题： 将代入，得： 再将代入，得： 突变结的最大电场强度表达式为： 式中： 1912 S 4 maxmax C,1.045 10F cm, | 1.52 10 V cmEE = =代入中，得： s h a n r e n 1 D1D1 i1n11
6、Di1n s 2 2max 3 A3A3 ss i2p33Ai2p s d N, d 0() d I0, d d P, d 0() ss Eqq NEN xC x q xxxEENxxx E EE x Eqq NEN xC x q xxxEENxxx =+ = =+ = = = + =+= 在型区， 边界条件：在处，由此得： 在 型区，常数 在 型区， 边界条件：在处， 由此得： 8、(1) 0i1 x i1n xx i2 x i2p xx+ NIP s h a n r e n smax i11maxDnn sD smax i23maxApp sA , , Eq xxEEN xx qN Eq
7、xxEEN xx qN = = = 在处，由此得： 在处，由此得： i2 x i1 x 0 E 1 E 2max EE= 3 E x 0i1 x i1n xx i2 x i2p xx+ NIP i2p xx+ i1n xx s h a n r e n i1i21Dn3Ap s maxDnAp ss IPN 0,0,(),() 0 s qq xxENxxENxx qq xEN xN x =+= = 对于无 型区的结： 在处，电场达到最大， (2) max bi npmax E V xxE 表面上，两种结构的的表达式相同，但由于两种结构 的掺杂相同，因而相同（即电场曲线与横轴所围面积相同）， 所以
8、两种结构的、 与并不相同。 0 E 1 E max E 3 E x s h a n r e n smaxsmax npmax DA 1 2 0isbi max 2 s0i , 2 11 EE xxE qNqN qN xV E qN x = =+ 将代入，解出，得： 1 2 0bi imax s imaximax 2 PN0 ,0 qN V xE xExE = 对于结，可令，得： 当增大时，减小当时， DA bimaxnmaximaxp 2 i bi max nip ii1i2 PIN 11 ln 22 2 2 N NkT VExExEx qn V E xxx xxx =+= = + =+ 对于
9、结： 式中， s h a n r e n ppApA nnDnD 2 pi dp pD 2 ni dn nA dpnpApA n dnpnDpnD 1 exp1 exp1 1 qNN qNN qD n qV J L NkT qD nqV J L NkT JL D NN L JL D NLN = = = = 已知： 由于 因此 20、 s h a n r e n 24、 PN 结的正向扩散电流为结的正向扩散电流为 0 exp qV II kT = 式中的式中的 I0 因含因含 ni2 而与温度关系密切，因此正向扩散电流可表为而与温度关系密切，因此正向扩散电流可表为 2 G 1i2 expexp
10、EqVqV IC nC kTkT + = 于是于是 PN 结正向扩散电流的温度系数与相对温度系数分别为结正向扩散电流的温度系数与相对温度系数分别为 GGG 2 22 d exp d EqVEqVEqVI CI TkTkTkT + = G 2 1 d d EqVI ITkT = s h a n r e n 31、 当当 N- 区足够长时，开始发生雪崩击穿的耗尽区宽度为：区足够长时，开始发生雪崩击穿的耗尽区宽度为： B dB C 22 144 9m 32 V x E = 当当 N- 区缩短到区缩短到 W = 3 m 时，雪崩击穿电压成为：时，雪崩击穿电压成为： 2 2 dB BB dB 93 11
11、44 180V 9 xW VV x = s h a n r e n () 1 2 s0 T1 bi 2 bi biT T 2() 0.6V,3V10 pF, 3.6 10 3.6,0.2V 10 3.6 10 930 (pF) 0.4 qNK CA VV VV K VVC KV C = = = = = 已知对于单边突变结， 当时，由此可得 因此当时， 34、 s h a n r e n F0 FF D F DD D DD D exp d d 300K,0.026V,10 mA0.01A 101 0.385s,2.6 26 373 100 C0.0260.0323V, 300 101 0.309
12、s,3.23 32.3 qV II kT IqI g VkT kT TI q gr g kT q gr g = = = = = = 当时对于， 在时， 39、 s h a n r e n 第第 3 章章 1、NPN 缓变基区晶体管在平衡时的能带图缓变基区晶体管在平衡时的能带图 NPN 缓变基区晶体管在放大区时的能带图缓变基区晶体管在放大区时的能带图 s h a n r e n 2、NPN 缓变基区晶体管在放大区时的少子分布图缓变基区晶体管在放大区时的少子分布图 E0 p C0 p B0 n s h a n r e n 3、 C1 B1 80 I I = CCC2C1 0 BBB2B1 d 10
13、0 d IIII IIII = s h a n r e n BBnEB nEB BB 241921 nEBB 123 B 2 BEiBE Bp0 B BB BEBBi 2 i (0) ,(0), 0.1 cm ,2 10 cm,1.6 10C,15cms (0)8.33 10 cm (0)expexp (0) ln,(0) qD nJ W Jn WqD JAWqD n qVnqV nn kTNkT nNkTkT VnNn qnq = = = = = 由可得：将 之值代入，得： 又由， 得：将、及之值代 BE 2 2 6 BB nBB BBn 0.55V 1 11,10 s 22 0.9987
14、V WW WD LD = = = = = 入， 得： 已知：将及、 之值代入，得：。 6、 s h a n r e n 7、 2 11 B b B 21 11.125 10s 2 W D = ( ) 8、以、以 NPN 管为例，当基区与发射区都是非均匀掺杂时，管为例，当基区与发射区都是非均匀掺杂时， 由式（由式（3-33a）和式（）和式（3-33b），）， B 222 BiBEEBiBE nE BO B 0 exp1exp1 d W qD nqVA q D nqV J kTQkT Nx = E 222 EiBEEEiBE pE EO E 0 exp1exp1 d W qD nqVA q D nqV J kTQkT Nx = 再根据注入效率的定义，可得：再根据注入效率的定义，可得： 11 pE BOEnEnE EnEpEnEB
