【精品】集成电路设计基础作业题解答(1～4)
发布时间：2022-12-02 20:00:07 来源：文档文库
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第一次作业：
1、 为什么PN结会有单向导电性？
2、 答PN结是由P型半导体和N型半导体结合在一起形成的。P型半导体多子是空穴，N型半导体多子是电子。当形成PN结后由于载流子的浓度差，电子会向P型侧扩散，空穴会向N型侧扩散。随着扩散的进行，会在接触处形成一定厚度的空间电荷区，电荷区中的正负离化中心形成内建电场。随着空间耗尽区的扩展和内建电场的增强，电场作用下的漂移得到加强，扩散随之减弱，最后漂移电流和扩散电流达到平衡。若给PN结两端加上正电压，外加电场将会削弱内建电场从而加强扩散削弱漂移，此时扩散电流电流大于漂移电流从而形成正向导通电流。当PN结加上反向偏压后，外加电场和内建电场同向,此时扩散进一步收到抑制，漂移得到加强.但漂移的少数载流子非常少，所以没能形成大的反向导通电流。这就是PN结的单向导电性。
3、 为什么半导体掺杂后导电能力大大增强
4、 答:本征半导体在常温情况下由于热激发产生的空穴电子对浓度大约在1010量级.而在常温下本征半导体的导电能力非常弱。当掺入B或P等杂质后，在常温下的掺杂杂质基本全部离化，杂质的离化而会在价带或导带产生大量的能做共有化运动的空穴或电子。在杂质没有补偿的情况下，载流子浓度近似等于杂质浓度，半导体掺杂后n,p大大增加。根据电导率σ=nqµ（n+pqµ(p）可知,掺杂半导体的电导率大大增加，即导电能力明显增强。
5、 为什么晶体管有放大作用？
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答:我们定义晶体管集电极电流和基极电流的比值为晶体管放大倍数.只有当晶体管处于放大状态时才具有线性放大能力。当BE结正偏,BC结反偏时管子处于放大状态.因为发射极高掺杂,在BE正向导通时,发射极的大量电子（以NPN管为例）扩散到基区。基区空穴扩散到发射极，而基区浓度远比发射极来得低，所以电子扩散电流占主要部分。因为基区很薄且载流子寿命很长，到达基区的电子只有一小部分和基区注入得空穴复合，绝大部分要在反偏的集电结内建电场作用下而漂移到集电极。所以集电极电流与基极电流的比值比较大，即放大倍数比较大. 第二次作业
1.3、题目略
解答：
（1）①由图可知
SBLBWB4560um22700um2SBLLBLWBL(6525(122.5253900um2
SE孔＝LE孔WE孔＝1510＝150um2SI内＝95140＝13300um2SC孔＝LC孔WC孔＝4010＝400um2
②由图可知
DEB15umDEB孔＝15umDBB孔＝10umDBI15umDC-I22.5umDBC孔＝17.5um2
