電子工程 97 年電子元件考古題

說明蕭特機二極體（Schottky diode）內鏡像電荷（image charge）導致位障高度下降 （barrier height lowering）的效應， 畫出電子位能圖及其受外加電壓影響而改變的情形加以說明。（15 分） 此效應在蕭特機二極體I-V 特性上造成的影響為何？（5 分）

畫出一個原型（proto type）npn 電晶體的結構圖並且標明三個端點電流以及射極 電子電流和射極電洞電流的方向。（5 分） 射極注入效率γ（emitter injection efficiency）是那兩個電流的比值？（3 分） 基極傳輸因素αT（base transport factor）的定義為何？（3 分） 電晶體α定義為IC/IE，假設基極-集極間沒有累增電流放大（avalanche multiplication gain），則α和γ與αT之關係為何？（3 分） 電晶體的β= IC/IB，如何設計電晶體各區域的摻雜濃度和厚度使β≒100。（6 分）

畫出一個pn 接面被光照射後其I-V 曲線（包含順偏和反偏部分）隨入射光強度（light intensity）而改變的情形（需註明強度變化的方向）。（8 分） 說明此元件操作在第三象限時對應到那種光電元件的應用，並說明圖形上曲線的 變化和該元件的那些規格有關。（6 分） 說明此元件操作在第四象限時對應到那種光電元件的應用，並說明圖形上曲線的 變化和該元件的那些規格有關。（6 分）

一個p+n二極體操作在順向直流偏壓下其穩態電流為IF，在時間t=0 時外加電壓由順 偏切換至逆偏（reverse bias）。 畫出n 型半導體內自t>0 後的電洞濃度隨位置和時間的變化情形。（5 分） 畫出偏壓切換前後的電流對時間圖形。（5 分） 解釋造成此電流波形的原因。（10 分）

長通道n 型MOS 電晶體操作在三極管區（triode region）時的I-V 方程式是 DS DS T GS ox D V V V V L W C I ) 2 ( − − = µ 。 當閘極電壓影響到移動率µ 的大小時，說明上式需如何修正？（6 分） 當通道變短汲極電壓使得電子在水平方向的速度飽和時（不考慮通道的串聯電阻）， 說明上式需如何修正？（7 分） 當通道變短必須考慮通道串聯電阻時，說明I-V方程式需如何修正？假設源極電阻 RS等於汲極電阻RD。（7 分）