高考申論題
108年
[電子工程] 半導體工程
第 一 題
📖 題組：
（一）對於一般的矽材料之 npn 雙極性電晶體設計，都是採用高濃度的射極，低濃度的薄層基極。請說明此低濃度的薄層基極對電晶體的高頻響應有何影響？（10 分） （二）當 npn 雙極性電晶體工作在高集極電流情況下會產生科克效應（Kirk effect），請說明此科克效應對電晶體高頻響應的影響。（10 分）
（一）對於一般的矽材料之 npn 雙極性電晶體設計，都是採用高濃度的射極，低濃度的薄層基極。請說明此低濃度的薄層基極對電晶體的高頻響應有何影響？（10 分） （二）當 npn 雙極性電晶體工作在高集極電流情況下會產生科克效應（Kirk effect），請說明此科克效應對電晶體高頻響應的影響。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
(一) 說明此低濃度的薄層基極對電晶體的高頻響應有何影響？
思路引導 VIP
本題探討 BJT 結構對頻率特性的取捨。1. 思考高頻響應的關鍵參數：增益頻寬積 $f_T$ 與最高振盪頻率 $f_{max}$。2. 分析「低濃度」與「薄層」這兩個條件的物理意義。低濃度影響基極電阻 $r_b$，薄層影響基極渡越時間 $\tau_B$。3. 注意兩者對頻率影響的矛盾性（權衡關係）。
小題 (二)
(二) 當 npn 雙極性電晶體工作在高集極電流情況下會產生科克效應（Kirk effect），請說明此科克效應對電晶體高頻響應的影響。
思路引導 VIP
Kirk effect（基極推離效應）是 BJT 在大電流下的重要物理現象。1. 機制：大量注入集極空乏區的電子抵銷了原本的正離子。2. 結果：空乏區邊界向集極內部移動，等效基極寬度 $W_B$ 增加。3. 對頻率的影響：連結到 $\tau_B$ 與 $f_T$ 的關係。