麻省理工学院试卷习题习题集（6）_Microelectronic Devices and Circuits（微电子元件与电路）.pdf_大学文库

(d》当偏置电压为V.的前提下，定义使得x-ow2时电压为-p的左门限电压V·V是多少？（如果际愿意，华可以对黑V给出你的答案，利用对称分析能够简化计算) ()注意：这个部分只占4分，所以不要在这里花太多时间。假设现在是一个不一样的S05结构，其中左侧半导体区域渗杂为n型而不是P型。净携杂沫度为10m3。 0 绘出热平衡也就是V0条件下，当-w2xw2时的净电势。标注纵轴，而无需计算任何耗尽层的厚度。 ( 绘出当此结构中VA广V时静电势的简阁，VTR的定文和前面的一样参看(b)]但取值无需相等。 (i而当V和V的定义果前面一样时，对照新结构下V的值，得到Vn的值是多少？ (利用问题的不对称性分析能够简化求解过程) 何思4下面是比较有代表性的丙个硅器针结构 Device A: Device B: 15 p-Si 20m p-Si B 这两个器件都是用净携杂水平为10”em3的p型硅制成的.20■m宽.m区携杂为10m,r p结离顶面距离11m。薄氧化物是一种高质量热氧化物16m厚，20gm宽，15m长。在器件A 里，n区20m宽，5μm长，伸展一直到博氧化物的边缘，在卷件B里，它204m党。20μm长，全部种展到薄氧化物下，如图所示。保也许认为整个硅的电子迁移率，ue,为1600cmV-s空穴迁移半为600cmVs(除了在 600cmV-s和■cmV-s的逆转层)；在室温下，木征载流子浓度，n为10©m:介电常数， Si,为102Fcm氧化物的介电常数，ax,为3*10平km,相对于纯硅，门金属d的静电势为0.3V。 (注意：这有比你活要更多的信息，阻是我们可以把这个问思血在后面的问思设定)。 a)i)在室温下，在热平衡状态下，相对于纯砖来说。什么是型硅的静电势 i门在室温下什么是无偏+p结的内置电势？ b)器作ABOS电容器结构平带电压，V分别是多少T c)在这些器件中，一个MO5结构的门槛电压的大小，V为1V,另一个为4V.利用这个信息和你的MOS电容器的知机推斯出每个MOS电客器的大小和标注。例如用p型硅做的和用型硅做的

（d）当偏置电压为VAB的前提下，定义使得x=tox/2时电压为p的左门限电压VTL。VTL是多少？（如果你愿意，你可以对照VTR给出你的答案，利用对称分析能够简化计算） (e)注意：这个部分只占 4 分，所以不要在这里花太多时间。假设现在是一个不一样的 SOS 结构，其中左侧半导体区域掺杂为 n 型而不是 p 型，净掺杂浓度为 1016 cm3。 (i) 绘出热平衡也就是 VAB=0 条件下，当w/2<x<w/2 时的净电势。标注纵轴，而无需计算任何耗尽层的厚度。 (ii) 绘出当此结构中 VAB=VTR时静电势的简图，VTR 的定义和前面的一样[参看（b）]但取值无需相等。 (iii) 当 VTR和 VTL的定义跟前面一样时，对照新结构下 VTR的值，得到 VTL的值是多少？（利用问题的不对称性分析能够简化求解过程）问题4下面是比较有代表性的两个硅器件结构这两个器件都是用净掺杂水平为10 17 cm 3 的p型硅制成的, 20 μm 宽.n+区掺杂为1018cm3, ,n+ p结离顶面距离1µm 。薄氧化物是一种高质量热氧化物16nm厚，20µm 宽，15µm 长。在器件A 里，n+区20µm宽，5µm 长，伸展一直到薄氧化物的边缘。在器件B里，它20µm宽，20µm 长，全部伸展到薄氧化物下，如图所示。你也许认为整个硅的电子迁移率 , µe, 为1600 cm2 /Vs，空穴迁移率为 600cm2 /Vs（除了在 =600 cm2 /Vs和 = cm2 /Vs的逆转层）；在室温下，本征载流子浓度， ni,为1010 cm3 ;介电常数， Si,为1012 F/cm.氧化物的介电常数， ox, 为3*1013F/cm，相对于纯硅,门金属d的静电势为0.3V。（注意：这有比你需要更多的信息，但是我们可以把这个问题加在后面的问题设定）。 a) i）在室温下，在热平衡状态下，相对于纯硅来说，什么是p型硅的静电势 ii)在室温下什么是无偏n+p结的内置电势？ b)器件A,BMOS电容器结构平带电压，VFB分别是多少？ c)在这些器件中，一个MOS结构的门槛电压的大小，|VT|为1V，另一个为4V。利用这个信息和你的MOS电容器的知识推断出每个MOS电容器的大小和标注。例如用p型硅做的和用n型硅做的

0在门电压Y。为V的每个器件的薄氧化物的下面的半导体表面（累积，耗尽，成反型）的条件是什么？给出氧亿硅表面的移动空穴成电子的特性和板密度。可题5这个问题要求你利用近程实验系统进行器件测量，即网络实数室”系统。防冈 p边m山阅读这提供的用户手精。（指导你登记并符到一个网络实验室用户帐号，但是如果乐没有这么做。还没有用户帐号，按照问题设定5的说明)·读完这个手册之后，测量一下网储实验室的器作2部分。通过Ja程序的“信道精确度”这择器针菜单中所列出的器件， (a)在电压-10V到+IV之间时测量这个器件的电流-电压特性。系绕提俱的最大电流为 1O0mA,本器件可以达到这个数量，但是一股情况比这个要少。实验中要考虑到保护这些墨件，因为被测量的即二极管是真实的，它可以被破坏。如知果这些特性看起来不理想，试一下第二个器件并且告诉我们（看看下面的注解）。用两种方式西出特性曲线： ()线性坚标，即画出.和VA:的关系曲线 (i)对数-线性坐标，即画出1ag.oV的关系由线我们注意选择“自动刻度”功修对绘特性根有帮助。采用这种方式典型的最低电流值是10心A。最后，你需要打印出屑格实登室“测量结果”根的屏幕显示内容，然后与作业的其它部分一起上交。 (b)对比饱和电流值1s,从两种方法入于： (i)VAn<kT向时的k (百)当VA变为零时城轴上的截取值vA, (©》假定vT作理想变化，从对数-线性图可以确定器件温度。注意到你己经通过“测量结果医的“查看数据”按钮得到了实际数据。它们可以通过“下载数据按钮下载到本烛碰盘。 ()在多大的正向偏置电压作用下，类中性区域、结点和导线中可以忽略串联电阻的假设开始不成立？你估计器件中的申联电阻是多大T 对网络实验室的用加总评：如果你碰到了网络实验室或者二极管方面的问恩，请给网路试验家工程的负责人del Alam心教授 (lamo@mit.edu)或者网络实验室系统主管Jim Hardison《hardison@ml.mit.ed发e-mail. 运用好建立在“通道定义”面版中的“文件素单”下的“工具”栏中的安装管理函数（参看用户于糖)将使你受益匪浅。为了研究需要。系辣记录了所有的登录情况和每个用户的笔记

d) 在门电压VGB,为2V的每个器件的薄氧化物的下面的半导体表面（累积，耗尽，或反型)的条件是什么？给出氧化硅表面的移动空穴或电子的特性和板密度。问题5-这个问题要求你利用远程实验系统进行器件测量，即“网络实验室”系统。访问 http://weblab.mit.edu，阅读这提供的用户手册。（指导你登记并得到一个网络实验室用户帐号，但是如果你没有这么做，还没有用户帐号，按照问题设定5的说明）。读完这个手册之后，测量一下网络实验室的器件2部分。通过Java程序的“信道精确度”选择器件菜单中所列出的器件。（a）在电压10V到+1V之间时测量这个器件的电流电压特性。系统提供的最大电流为 100mA，本器件可以达到这个数量，但是一般情况比这个要少。实验中要考虑到保护这些器件。因为被测量的pn二极管是真实的，它可以被破坏。如果这些特性看起来不理想，试一下第二个器件并且告诉我们（看看下面的注解）。用两种方式画出特性曲线：（i）线性坐标，即画出.iD 和 VAB 的关系曲线（ii）对数线性坐标，即画出log.iD和VAB的关系曲线我们注意选择“自动刻度”功能对绘制特性很有帮助。采用这种方式典型的最低电流值是 100nA。最后，你需要打印出网络实验室“测量结果”框的屏幕显示内容，然后与作业的其它部分一起上交。（b）对比饱和电流值 Is，从两种方法入手：（i） VAB<<kT/q时的|iD|; （ii）当 VAB变为零时纵轴上的截取值 I seqVAB/kT。（c）假定 eqVAB/kT作理想变化，从对数线性图可以确定器件温度。注意到你已经通过“测量结果” 框的“查看数据”按钮得到了实际数据。它们可以通过“下载数据”按钮下载到本地磁盘。（d）在多大的正向偏置电压作用下，类中性区域、结点和导线中可以忽略串联电阻的假设开始不成立？你估计器件中的串联电阻是多大？对网络实验室的附加总评：如果你碰到了网络实验室或者二极管方面的问题，请给网络试验室工程的负责人 del Alamo 教授（alamo@mit.edu）或者网络实验室系统主管 Jim Hardison（hardison@mtl.mit.edu）发 email。运用好建立在“通道定义”面板中的“文件菜单”下的“工具”栏中的安装管理函数（参看用户手册）将使你受益匪浅。为了研究需要，系统记录了所有的登录情况和每个用户的笔记

麻省理工学院 试卷习题 习题集（6）_Microelectronic Devices and Circuits（微电子元件与电路）

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