半导体发光器件试题及答案

半导体物理与器件课后练习题含答案1. 简答题1.1 什么是p型半导体？答案： p型半导体是指通过加入掺杂物（如硼、铝等）使得原本的n型半导体中含有空穴，从而形成的半导体材料。

具有p型性质的半导体材料被称为p型半导体。

1.2 什么是n型半导体？答案： n型半导体是指通过加入掺杂物（如磷、锑等）使得原本的p型半导体中含有更多的自由电子，从而形成的半导体材料。

具有n型性质的半导体材料被称为n型半导体。

1.3 什么是pn结？答案： pn结是指将p型半导体和n型半导体直接接触形成的结构。

在pn结的界面处，p型半导体中的空穴和n型半导体中的自由电子会相互扩散，形成空间电荷区，从而形成一定的电场。

当外加正向电压时，电子和空穴在空间电荷区中相遇，从而发生复合并产生少量电流；而当外加反向电压时，电场反向，空间电荷区扩大，从而形成一个高电阻的结，电流几乎无法通过。

2. 计算题2.1 若硅片的掺杂浓度为1e16/cm³，电子迁移率为1350 cm²/Vs，电离能为1.12 eV，则硅片的载流子浓度为多少？解题过程：根据硅片的掺杂浓度为1e16/cm³，可以判断硅片的类型为n型半导体。

因此易知载流子为自由电子。

根据电离能为1.12 eV，可以推算出自由电子的有效密度为：n = N * exp(-Eg / (2kT)) = 6.23e9/cm³其中，N为硅的密度，k为玻尔兹曼常数（1.38e-23 J/K），T为温度（假定为室温300K），Eg为硅的带隙（1.12 eV）。

因此，载流子浓度为1e16 + 6.23e9 ≈ 1e16 /cm³。

2.2 假设有一n+/p结的二极管，其中n+区的掺杂浓度为1e19/cm³，p区的掺杂浓度为1e16/cm³，假设该二极管在正向电压下的漏电流为1nA，求该二极管的有效面积。

解题过程：由于该二极管的正向电压下漏电流为1nA，因此可以利用肖特基方程计算出它的开启电压：I = I0 * (exp(qV / (nkT)) - 1)其中，I0为饱和漏电流（假定为0），q为电子电荷量，V为电压，n为调制系数（一般为1），k为玻尔兹曼常数，T为温度。

1．半导体硅材料的晶格结构是（A 金刚石B闪锌矿C 纤锌矿2．下列固体中，禁带宽度Eg最大的是（ C ）Ａ金属Ｂ半导体Ｃ绝缘体3．硅单晶中的层错属于（C）Ａ点缺陷Ｂ线缺陷Ｃ面缺陷4．施主杂质电离后向半导体提供（ B ），受主杂质电离后向半导体提供（ A ），本征激发后向半导体提供（ A B ）。

A 空穴B 电子5．砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠（ A ）A 直接复合B 间接复合C 俄歇复合6．衡量电子填充能级水平的是（ B ）Ａ施主能级Ｂ费米能级Ｃ受主能级 D 缺陷能级7．载流子的迁移率是描述载流子（ A ）的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子（ B ）的一个物理量。

A 在电场作用下的运动快慢B 在浓度梯度作用下的运动快慢－38．室温下，半导体Si 中掺硼的浓度为1014cm －3，同时掺有浓度为 1.1 ×1015cm－3的磷，则电子浓度约为（B ），空穴浓度为（ D ），费米能级（G）；将该半导体升温至570K，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（F），费米能级（I ）。

（已知：室温下，－3ni ≈1.5 × 1010cm－3，570K 时，－3 ni ≈2× 1017cm－3)A 1014cm－ 3 －3B 1015cmC 1.1－3× 1015cm D 2.25 × 105cmE 1.2 × 1015cm －3F 2 ×1017cm －3 G 高于 Ei H 低于 Ei I 等于 Ei 9． 载流子的扩散运动产生（ C ）电流，漂移运动产生（ A ）电流。

A 漂移 B隧道 C 扩散10. 下列器件属于多子器件的是（B D ） Ａ 稳压二极管 Ｂ 肖特基二极管 Ｃ 发光二极管 D 隧道二极管11. 平衡状态下半导体中载流子浓度 n0p0=ni2 ，载流子的产生率等于复合率，而当 np<ni2 时，载 流 子的复合率（ C ）产生率Ａ 大于 Ｂ 等于 Ｃ 小于12. 实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（ A ）Ａ 重掺杂的半导体与金属接触 Ｂ 轻掺杂的半导体与金属接触13．在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是 （ C ）A BVCEOB BVCBOC BVEBO14．MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是（ B ）。

半导体基础知识单选题100道及答案解析1. 半导体材料的导电能力介于（）之间。

A. 导体和绝缘体B. 金属和非金属C. 正电荷和负电荷D. 电子和空穴答案：A解析：半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。

2. 常见的半导体材料有（）。

A. 硅、锗B. 铜、铝C. 铁、镍D. 金、银答案：A解析：硅和锗是常见的半导体材料。

3. 在纯净的半导体中掺入微量的杂质，其导电能力（）。

A. 不变B. 减弱C. 增强D. 不确定答案：C解析：掺入杂质会增加载流子浓度，从而增强导电能力。

4. 半导体中的载流子包括（）。

A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 质子和中子答案：C解析：半导体中的载流子有电子和空穴。

5. P 型半导体中的多数载流子是（）。

A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案：B解析：P 型半导体中多数载流子是空穴。

6. N 型半导体中的多数载流子是（）。

A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案：A解析：N 型半导体中多数载流子是电子。

7. 当半导体两端加上电压时，会形成（）。

A. 电流B. 电阻C. 电容D. 电感答案：A解析：电压作用下，半导体中有电流通过。

8. 半导体的电阻率随温度升高而（）。

A. 增大B. 减小C. 不变D. 先增大后减小答案：B解析：温度升高，载流子浓度增加，电阻率减小。

9. 二极管的主要特性是（）。

A. 单向导电性B. 放大作用C. 滤波作用D. 储能作用答案：A解析：二极管具有单向导电性。

10. 三极管的三个电极分别是（）。

A. 基极、发射极、集电极B. 正极、负极、地极C. 源极、漏极、栅极D. 阳极、阴极、控制极答案：A解析：三极管的三个电极是基极、发射极、集电极。

11. 场效应管是（）控制器件。

A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：B解析：场效应管是电压控制型器件。

12. 集成电路的基本制造工艺是（）。

A. 光刻B. 蚀刻C. 扩散D. 以上都是答案：D解析：光刻、蚀刻、扩散都是集成电路制造的基本工艺。

第一章 常用半导体器件 自测题一、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果填入空内。

1、在N 型半导体中如果掺入足够量的三价元素，可将其改型为P 型半导体。

（ ）2、因为N 型半导体的多子是自由电子，所以它带负电。

（ ）3、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

（ ）4、处于放大状态的晶体管，集电极电流是多子漂移运动形成的。

（ ）5、结型场效应管外加的栅-源电压应使栅-源间的耗尽层承受反向电压，才能保证其RGS 大的特点。

（ ）6、若耗尽型N 沟道MOS 管的UGS 大于零，则其输入电阻会明显变小。

（ ） 解：1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、×二、选择正确答案填入空内。

1、PN 结加正向电压时，空间电荷区将 。

A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽2、设二极管的端电压为U ，则二极管的电流方程是 。

A. ISeU B.TU U I eS C.)1e(S －TU U I3、稳压管的稳压区是其工作在 。

A. 正向导通B.反向截止C.反向击穿4、当晶体管工作在放大区时，发射结电压和集电结电压应为 。

A. 前者反偏、后者也反偏B. 前者正偏、后者反偏C. 前者正偏、后者也正偏 5、UGS ＝0V 时，能够工作在恒流区的场效应管有 。

A. 结型管 B. 增强型MOS 管 C. 耗尽型MOS 管 解：1、A 2、C 3、C 4、B 5、A C三、写出如图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD ＝0.7V 。

解：UO1≈1.3V ，UO2＝0，UO3≈－1.3V ，UO4≈2V ，UO5≈1.3V ，UO6≈－2V 。

四、已知稳压管的稳压值U Z ＝6V ，稳定电流的最小值I Zmin ＝5mA 。

求如图所示电路中U O1和U O2各为多少伏。

解：U O1＝6V ，U O2＝5V 。

五、某晶体管的输出特性曲线如图T1.5所示，其集电极最大耗散功率P CM ＝200mW ，试画出它的过损耗区。

第5章常用半导体元件习题5.1晶体二极管一、填空题：1．半导体材料的导电能力介于和之间，二极管是将封装起来，并分别引出和两个极。

2．二极管按半导体材料可分为和，按内部结构可分为＿和，按用途分类有、、四种。

3．二极管有、、、四种状态，PN 结具有性，即。

4．用万用表（R×1K档）测量二极管正向电阻时，指针偏转角度，测量反向电阻时，指针偏转角度。

5．使用二极管时，主要考虑的参数为和二极管的反向击穿是指。

6．二极管按PN结的结构特点可分为是型和型。

7．硅二极管的正向压降约为 V，锗二极管的正向压降约为 V；硅二极管的死区电压约为 V，锗二极管的死区电压约为 V。

8．当加到二极管上反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增大，此现象称为现象。

9．利用万用表测量二极管PN结的电阻值，可以大致判别二极管的、和PN结的材料。

二、选择题：1. 硅管和锗管正常工作时，两端的电压几乎恒定，分别分为( )。

A.0.2-0.3V 0.6-0.7VB. 0.2-0.7V0.3-0.6VC.0.6-0.7V 0.2-0.3VD. 0.1-0.2V0.6-0.7V的大小为( )。

2.判断右面两图中，UABA. 0.6V 0.3VB. 0.3V 0.6VC. 0.3V 0.3VD. 0.6V 0.6V3.用万用表检测小功率二极管的好坏时，应将万用表欧姆档拨到（）Ω档。

A.1×10B. 1×1000C. 1×102或1×103D. 1×1054. 如果二极管的正反向电阻都很大，说明 ( ) 。

A. 内部短路B. 内部断路C. 正常D. 无法确定5. 当硅二极管加0.3V正向电压时，该二极管相当于( ) 。

A. 很小电阻B. 很大电阻C.短路D. 开路6．二极管的正极电位是-20V，负极电位是-10V，则该二极管处于（）。

A．反偏 B．正偏 C．不变D. 断路7．当环境温度升高时，二极管的反向电流将（）A．增大 B．减小 C．不变D. 不确定8．PN结的P区接电源负极，N区接电源正极，称为（）偏置接法。

半导体器件物理复习题答案一、选择题1. 半导体材料中，导电性介于导体和绝缘体之间的是：A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体答案：C2. PN结形成后，其空间电荷区的电场方向是：A. 由N区指向P区B. 由P区指向N区C. 垂直于PN结界面D. 与PN结界面平行答案：B3. 在室温下，硅的本征载流子浓度大约是：A. \(10^{10}\) cm\(^{-3}\)B. \(10^{12}\) cm\(^{-3}\)C. \(10^{14}\) cm\(^{-3}\)D. \(10^{16}\) cm\(^{-3}\)答案：D二、简答题1. 解释什么是PN结，并简述其工作原理。

答案：PN结是由P型半导体和N型半导体接触形成的结构。

P型半导体中空穴是多数载流子，N型半导体中电子是多数载流子。

当P型和N型半导体接触时，由于扩散作用，空穴和电子会向对方区域扩散，形成空间电荷区。

在空间电荷区，由于电荷的分离，产生一个内建电场，这个电场的方向是从N区指向P区。

这个内建电场会阻止进一步的扩散，最终达到动态平衡，形成PN结。

2. 描述半导体中的扩散和漂移两种载流子运动方式。

答案：扩散是指由于浓度梯度引起的载流子从高浓度区域向低浓度区域的运动。

漂移则是指在外加电场作用下，载流子受到电场力的作用而产生的定向运动。

扩散和漂移共同决定了半导体中的电流流动。

三、计算题1. 假设一个PN结的内建电势差为0.7V，求其空间电荷区的宽度。

答案：设PN结的空间电荷区宽度为W，内建电势差为Vbi，则有：\[ V_{bi} = \frac{qN_{A}N_{D}}{2\varepsilon}W \] 其中，q是电子电荷量，\( N_{A} \)和\( N_{D} \)分别是P型和N型半导体中的掺杂浓度，\( \varepsilon \)是半导体的介电常数。

通过这个公式可以计算出空间电荷区的宽度W。

四、论述题1. 论述半导体器件中的载流子注入效应及其对器件性能的影响。

第1章 半导体器件一、是非题 (注:请在每小题后[ ]用"√"表示对,用"×"表示错) 1、P 型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。

（ ） 2、N 型半导体可以通过在本征半导体中掺入三价元素而得到。

（ ） 3、在N 型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以发型为P 型半导体。

（ ） 4、P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。

（ ） 5、N 型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。

（ ）6、半导体中的价电子易于脱离原子核的束缚而在晶格中运动。

（ ）7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。

（ ）8、施主杂质成为离子后是正离子。

（ ）9、受主杂质成为离子后是负离子。

（ ）10、PN 结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。

（ ） 11、漂移电流是少数载流子在电场作用下形成的。

（ ）12、由于PN 结交界面两边存在电位差，所以，当把PN 结两端短路时就有电流流过。

（ ） 13、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。

（）14、二极管的伏安特性方程式除了可以描述正向特性和反向特性外，还可以描述二极管的反向击穿特性。

（ ） 15、通常的BJT 管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。

（ ） 16、有人测得某晶体管的U BE =0.7V ，I B =20μA，因此推算出r be =U BE /I B =0.7V/20μA=35kΩ。

（ ） 17、有人测得晶体管在U BE =0.6V ，I B =5μA，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =5.2kΩ。

（ ）18、有人测得当U BE =0.6V ，I B =10μA。

考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到0.6060()100BE be B U r k I ∆-===Ω∆- （ ）二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) . 1、在绝对零度（0K ）时，本征半导体中_________ 载流子。

半导体期末试题及答案[第一部分：选择题]1. 西格玛公司的闸流体是一种常见的半导体器件，其特点是：A. 具有较大的工作电压和电流B. 可以在高频率下工作C. 具有较大的输入电阻和输出电流D. 可以作为开关来控制电流答案：D2. 对于半导体材料来说，硅的能隙是：A. 0.7eVB. 1.1eVC. 1.4eVD. 1.7eV答案：C3. 在PN结的空间电荷区，以下哪个说法是正确的？A. N区内由于施主杂质的存在，有较多的自由电子B. P区内由于受主杂质的存在，有较多的空穴C. 空间电荷区中，有较多的固定正、负离子D. 空间电荷区中，能级呈谷布尔分布答案：C4. 当PN结处于正向偏置时，以下说法正确的是：A. P区电子进入N区B. N区电子进入P区C. P区空穴进入N区D. N区空穴进入P区答案：B5. 以下关于晶体管的说法，错误的是：A. 晶体管由三个电极组成，分别是基极、发射极和集电极B. PNP型晶体管的发射区域是N区C. PNP型晶体管的集电区域是P区D. 晶体管是一种电流放大器件答案：A[第二部分：填空题]1. 临界击穿电压是指______。

答案：PN结电容器击穿时所需要的最小电压。

2. 在增强型N沟道MOSFET中，当栅极电压大于门槽压的时候，沟道位置______。

答案：低电位区（Depletion Region）3. 理想二极管的伏安特性曲线是一条______。

答案：指数函数曲线。

4. 晶体管的三个工作区分别是______。

答案：截止区、放大区、饱和区。

5. TTL门电路是由______和______两种类型的晶体管构成。

答案：NPN型晶体管和PNP型晶体管。

[第三部分：计算题]1. 一台功率为500W的LED照明灯需要工作电压为3.5V、工作电流为100mA的LED作为光源。

计算此照明灯所需的串并联关系和所需电阻值。

设LED的工作电压为Vf，工作电流为If。

串联LED的总电压为Us，并联LED的总电流为Ip。