第七章 MESFET 及相关器件exercises.doc

习题

7.1 金属-半导体接触
1．当外加偏压为零时，求出金属—半导体二极管的势垒高度和内建电势的理论值。假设金属的功函数为4.55eV，电子亲和力为4.01eV，且温度为300K时。
2．(a)求出图6.6中，钨-砷化镓肖特基势垒二极管的施主浓度与势垒高度。
(b)比较由图6.8所示饱和电流密度为所得的势垒高度。
(c)反向偏压为 -1V时，计算出耗尽区宽度W、最大电场以及电容。
3．将铜淀积于细心准备的n型硅衬底上，形成一理想的肖特基二极管，若=4.65eV，电子亲和力为4.01eV，,而T＝300K。计算出零偏压时的势垒高度、内建电势、耗尽区宽度以及最大电场。
4.已知一金属p-n型砷化镓肖特基势垒二极管的电容满足关系式，其中C的单位为，而单位为V。若二极管面积为，计算出内建电势、势垒高度、掺杂浓度以及其功函数。
5．计算出理想金属-硅肖特基势垒接触的与的值。假设势全高度为0.8eV，而＝4.01eV。
6．对一金属-硅肖特基势垒接触而言，若势垒高度为0.75eV，而。
计算出在300K时所注入的空穴电流与电子电流问的比，假设，，而。

7.2金半场效应晶体管[MESFET]

7．若＝0.9eV且，求出使GaAs MESFET成为一耗尽模式器件(也就是＜0＝的最小外延层厚度为多少？
8．若一砷化镓MESFET的掺杂浓度。尺寸为＝，L＝，，又／(V·s)，而此＝0.89V。计算出当＝0而＝1V时，的理想值。
9．若图6.10所示的n沟道砷化稼MESFET的势全高度＝0.9V ，，，L＝1，且Z＝10。
(a)此为增强还是耗尽模式器件?
(b)求出阈值电压。(增强模式表示＞0，而耗尽模式表示＜0＝)
10．一n沟道砷化镕MESFET的沟道掺杂浓度，又=0.8V，，L＝1／(V·s)，且Z＝50。求出当＝0时夹断电压、阈值电压以及饱和电流。
11．若两砷化嫁n沟道MESFET的势垒高度皆为0.85V。器件1的沟道掺杂浓度，而器件2的计算出阈值电压为零时，两器件分别所需的沟道厚度。

7.3调制掺杂场效应晶体管

12．对一突变的A1GaAs／GaAs异质结而言，若n-A1GaAs层的掺杂浓度为，肖特基势垒大小为0.89V，互此异质结导带边缘的不连续性为0.23eV．计算出使阈值电压为所需掺杂的AlGaAs层厚度为多少? 已知A1GaAs的介电常数为12.3 。
13．求出零栅极偏压下，欲使A1GaAs／GaAs异质结的二维电子气浓度为，所需无掺杂间隔层的厚度为。假设n-A1G；As的掺杂浓度为，厚度为50nm，肖特基势垒高度为0.89V，且＝0.23V。已知ALGaAs的介电常数为12.3。
14．考虑一具有50nm厚掺杂的n-A1GaAs以及10nm厚无掺杂的A1GaAs间隔层的A1GaAs／GaAs HFET．若阈值电压为-1.3V，，为0.25eV沟道宽度为8nm，且A1GaAs的介电常数为12.3。计算出肖特基势垒高度以及＝0时，二维电子气的浓度。
15．若A1GaAs／GaAs的二维电子气浓度为，间隔层厚度为5nm，沟道宽度为8nm，夹断电压为1.5V．又＝0.23V，A1GaAs掺杂浓度为，肖特基势垒高度为0.8 V。求出A1GaAs中掺杂层的厚度及其阈值电压。
16．考虑一突变的n-AlGsA-本征GaAs异质结。假设—A1GaAs掺杂浓度，且厚度为35nm(没有间隔层)。令＝0.89V，并假设＝0.24eV，介电常数为12.3 。计算出=0时以及 。