半导体器件作业有答案

第一章、半导体器件（附答案）一、选择题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. B. C.3．稳压管的稳压是其工作在 ________A. 正向导通B. 反向截止C. 反向击穿区4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________A. 结型场效应管B. 增强型 MOS 管C. 耗尽型 MOS 管5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________A. 多数载流子B. 少数载流子C. 既有多数载流子又有少数载流子6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____A. 增加B. 减少C. 不变7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测量结果 ______A. 相同B. 第一次测量植比第二次大C. 第一次测量植比第二次小8．面接触型二极管适用于 ____A. 高频检波电路B. 工频整流电路9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____A. 2CZ11B. 2CP10C. 2CW11D.2AP610．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。

若其他参数不变，当温度上升到40℃，则D U 的大小将 ____A. 等于 0.7VB. 大于 0.7VC. 小于 0.7V11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____A. 两种B. 三种C. 四种12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输出电压O U 为 _____A. 6VB. 7VC. 0VD. 1V13．将一只稳压管和一只普通二极管串联后，可得到的稳压值是（ ）A. 两种B. 三种C. 四种14．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 __（1）__，而少数载流子的浓度与 __（2）__有很大关系。

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。

别为ND=1015cm-3， NA＝1019cm-3，求在反偏电压为1V和5V时的 二极管势垒电容（忽略二极管截面积的影响） 。
7.一理想硅p-n结二极管，NA=1016cm-3， ND=1018cm-3，p0= n0= 10-6 s，ni=9.65×109cm-3， Dn=30 cm2/s， Dp=2 cm2/s，器件面 积为2×10-4 cm2，计算室温下饱和电流的理论值及±0.7V时的 正向和反向电流值。
Vbi
n
p
kT q
ln(
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
NAND ni2
)
2.硅突变结二极管的掺杂浓度为ND=1015cm-3， NA＝4×1020cm-3 ，在室温下计算：（1）内建电势差；（2）零偏压时的耗尽区
宽度;(3)零偏压下的最大内建电场。
3.推导加偏压的PN结空间电荷区边缘非平衡少子浓度值公式：
p( xn )
pn0
exp
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第二章作业答案n??0nndnjqnexqddx????nndktq??dx??0expdnnnax?????ktdnexqndx?????aktexq??超量载流子注入一厚度为w的薄n型硅晶的一个表面上并于另一个表面上取出而其pnwpno在0xw的区域里没有电场
第三章作业题
1.推导PN结空间电荷区内建电势差公式：
8.采用载流子扩散与漂移的观点分析PN结空间电荷区的形成。
9.采用载流子扩散与漂移的观点分析PN结的单向导电性。
第二章作业答案
n
J
qnnE x
qDn
dn dx
0
Dn kT
n q
E x kT dn
qn dx
n ND N0 expax

第1章半导体器件1．电路如下图所示，已知u i=5sinωt (V)，二极管导通电压U D＝0．7V。

试画出u i与u0的波形，并标出其幅值。

当ui大于3。

7时D1导通，uo等于3。

7ui小于-3。

7当D2导通uo等于-3。

7当ui小于3。

7大于-3。

7时uo等于ui2．电路如下图(a)所示，其输入电压u Il和u I2的波形如图(b)所示，二极管导通电压U D=0．7V。

试画出输出电压u0的波形，并标出其幅值。

3．现有两只稳压管，它们的稳压值分别为6V和8V，正向导通电压为0．7V。

1试问：(1)若将它们串联相接，则可得到哪几种数值的稳压值?画出相应电路图。

(2)若将它们并联相接，则又可得到哪几种数值的稳压值?画出相应电路图。

4．已知两只晶体管的电流放大系数β分别为100和50，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如下图所示。

分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子的图形符号。

5．测得放大电路中六只晶体管的直流电位如下图所示。

在圆圈中画出管子，并分别说明它们是硅管还是锗管。

6．写出下图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压U D＝0.7V。

37．电路如下图（b）所示，场效应管T的输出特性如图(a)所示，分析当u1=4V、8V、12V三种情况下场效应管分别工作在什么区域。

(a) (b)8．在下图所示电路中，发光二极管导通电压U D＝1.5V，正向电流在5～15mA 时才能正常工作并发光。

试问：（1）开关S在什么位置时发光二极管才能发光？（2）限流电阻R的取值范围是多少？。

1．半导体硅材料的晶格结构是（A）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8．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，ni ≈ 1.5 × 1010cm－3，－ 3570K 时， ni ≈ 2× 1017cm ）－ 3－ 3－ 3－ 3A 1014cmB 1015cmC 1.1 × 1015cmD 2.25× 105cmE 1.2 × 1015cm －3F 2× 1017cm －3 G高于 Ei H 低于Ei I等于Ei9． 载流子的扩散运动产生（CA 漂移B隧道）电流，漂移运动产生（C 扩散A）电流。

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流 子的复合率（ C ）产生率n0p0=ni2 ，载流子的产生率等于复合率，而当np<ni2时，载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）。

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。

模拟电子线路随堂练习第一章半导体器件作业1-1一、习题（满分100分）1.N型半导体带负电，P型半导体带正电。

（）2.以空穴为主要导电方式的半导体称为P型半导体。

（）3.PN结处于正向偏置时，正向电流小，电阻大，处于导通状态。

（）4.晶体二极管的反向电压上升到一定值时，反向电流剧增，二极管被击穿，就不能再使用了。

（）5.硅二极管两端只要加上正向电压时立即导通。

（）6.在本征半导体中，空穴和自由电子两种载流子的数量不相等。

（）7.晶体三极管的基极，集电极，发射极都不可互换使用。

（）8.晶体三极管工作在饱和状态的条件是：发射结正偏，集电结正偏。

（）9.晶体三极管有三种工作状态，即：放大状态，饱和状态，导通状态。

（）10.三极管是一种电压控制器件，场效应管是一种电流控制器件。

（）11.温度升高后，在纯净的半导体中（）。

A.自由电子和空穴数目都增多，且增量相同B.空穴增多，自由电子数目不变C.自由电子增多，空穴不变D.自由电子和空穴数目都不变12.如果PN结反向电压的数值增大（小于击穿电压），则（）。

A.阻当层不变，反向电流基本不变B.阻当层变厚，反向电流基本不变C.阻当层变窄，反向电流增大D.阻当层变厚，反向电流减小作业1-2一、习题（满分100分）1.N型半导体（）。

A.带正电B.带负电Ｃ.呈中性Ｄ.不确定2.如果二极管的正反向电阻都很大，则该二极管（）。

A.正常B.断路Ｃ.被击穿Ｄ.短路3.对于晶体二极管，下列说法正确的是（）。

A.正向偏置时导通，反向偏置时截止B.反向偏置时无电流流过二极管C.反向击穿后立即烧毁D.导通时可等效为一线性电阻4.工作在放大状态的三极管两个电极电流如图，那么，第三个电极的电流大小、方向和管脚自左至右顺序分别为（）。

流出三极管 e、c、b 流进三极管 e、c、b流出三极管 c、e、b 流进三极管 c、e、b5.测得电路中晶体三极管各电极相对于地的电位如图，从而可判断该晶体管工作在（）。

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。

11. 从极限分布角度来看，区熔长度l→小好。
12. *区熔提纯: 利用分凝现象将物料局部熔化形成狭窄的熔区，并令其沿锭长 从一端缓慢地移动到另一端，重复多次（多次区熔）使杂质被集中在尾部或 头部，进而达到使中部材料被提纯。
第三章、晶体生长
一、 名次解释： ⑴均匀成核：在亚稳定相中空间个点出现稳定相的几率相等的成核过程，是在体
第一章硅、锗的化学制备
㈠ 比较三氯氢硅氢还原法和硅烷法制备高纯硅的优缺点?
答：1.SiHCl3氢还原法: 优点: 产量大、质量高、成本低，由于SiHCl3中有一个Si-H键，活泼易分 解，沸点低，容易制备、提纯和还原。 缺点：B、P杂质较难去除（基硼、基磷量），这是影响硅电学性能的主要 杂质。
2.硅烷法： 优点: 杂质含量小；无设备腐蚀；不使用还原剂；便于生长外延层。 缺点: 制备过程的安全性要求高。
O 之间发生一系列反应，在 450C°时 SiO 以最快的速度形成 SiO4，SiO4 是
一个正电中心，可以束缚一个电子，在室温下受热激发而使它电离出来参
与导电，SiO4 起施主作用，此种效应称为热施主效应。
⑥吸杂工艺：通过机械化学处理方法，在硅片的非电活性区引入缺陷，在热
处理时一些重金属杂质会 扩散并淀积在这些缺陷处，从而减少了这些有害
㈡ 制得的高纯多晶硅的纯度：残留的B、P含量表示（基硼、基磷量）。
㈢*精馏提纯：利用混合液中各组分的沸点不同来达到分离各组分的目的。
第二章、区熔提纯
1. 以二元相图为例说明什么是分凝现象？平衡分凝系数？有效分凝系数？
答：如图是一个二元相图，在一个系统中，当系统的温度为T0时，系统中有 固相和液相。由图中可知，固相中杂志含量Cs<CL（液相中杂志成分）。 1、 这种含有杂志的晶态物质熔化后再结晶时，杂志在结晶的固体和未 结晶的液体中浓度不同的现象叫做*分凝现象。 2、 在一定温度下，平衡状态时，杂质在固液两相中浓度的比值K0=CS/CL 叫作平衡分凝系数。 3、 为了描述界面处薄层中杂质浓度偏离对固相中的杂质浓度的影响， 把固相杂质浓度CS与熔体内部的杂质浓度CL0的比值定义为*有效分凝 系数。Keff=CS/CL0

半导体器件习题及答案(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1第1章 半导体器件一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"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内电场作用下形成的。

（ ）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 =，I B =20μA ，因此推算出r be =U BE /I B =20μA=35kΩ。

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

（ ）18、有人测得当U BE =，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。

半导体器件物理施敏答案【篇一：施敏院士北京交通大学讲学】t>——《半导体器件物理》施敏 s.m.sze,男，美国籍，1936年出生。

台湾交通大学电子工程学系毫微米元件实验室教授，美国工程院院士，台湾中研院院士，中国工程院外籍院士，三次获诺贝尔奖提名。

学历：美国史坦福大学电机系博士（1963），美国华盛顿大学电机系硕士（1960），台湾大学电机系学士（1957）。

经历：美国贝尔实验室研究（1963-1989），交通大学电子工程系教授（1990-），交通大学电子与资讯研究中心主任（1990-1996），国科会国家毫微米元件实验室主任（1998-），中山学术奖（1969），ieee j.j.ebers奖（1993），美国国家工程院院士（1995）, 中国工程院外籍院士 (1998)。

现崩溃电压与能隙的关系，建立了微电子元件最高电场的指标等。

施敏院士在微电子科学技术方面的著作举世闻名，对半导体元件的发展和人才培养方面作出了重要贡献。

他的三本专著已在我国翻译出版，其中《physics of semiconductor devices》已翻译成六国文字，发行量逾百万册；他的著作广泛用作教科书与参考书。

由于他在微电子器件及在人才培养方面的杰出成就,1991年他得到了ieee 电子器件的最高荣誉奖（ebers奖），称他在电子元件领域做出了基础性及前瞻性贡献。

施敏院士多次来国内讲学，参加我国微电子器件研讨会；他对台湾微电子产业的发展，曾提出过有份量的建议。

主要论著：1. physics of semiconductor devices, 812 pages, wiley interscience, new york, 1969.2. physics of semiconductor devices, 2nd ed., 868 pages, wiley interscience, new york,1981.3. semiconductor devices: physics and technology, 523 pages, wiley, new york, 1985.4. semiconductor devices: physics and technology, 2nd ed., 564 pages, wiley, new york,2002.5. fundamentals of semiconductor fabrication, with g. may,305 pages, wiley, new york,20036. semiconductor devices: pioneering papers, 1003 pages, world scientific, singapore,1991.7. semiconductor sensors, 550 pages, wiley interscience, new york, 1994.8. ulsi technology, with c.y. chang,726 pages, mcgraw hill, new york, 1996.9. modern semiconductor device physics, 555 pages, wiley interscience, new york, 1998. 10. ulsi devices, with c.y. chang, 729 pages, wiley interscience, new york, 2000.课程内容及参考书：施敏教授此次来北京交通大学讲学的主要内容为《physics ofsemiconductor device》中的一、四、六章内容，具体内容如下：chapter 1: physics and properties of semiconductors1.1 introduction 1.2 crystal structure1.3 energy bands and energy gap1.4 carrier concentration at thermal equilibrium 1.5 carrier-transport phenomena1.6 phonon, optical, and thermal properties 1.7 heterojunctions and nanostructures 1.8 basic equations and exampleschapter 4: metal-insulator-semiconductor capacitors4.1 introduction4.2 ideal mis capacitor 4.3 silicon mos capacitorchapter 6: mosfets6.1 introduction6.2 basic device characteristics6.3 nonuniform doping and buried-channel device 6.4 device scaling and short-channel effects 6.5 mosfet structures 6.6 circuit applications6.7 nonvolatile memory devices 6.8 single-electron transistor iedm，iscc, symp. vlsi tech.等学术会议和期刊上的关于器件方面的最新文章教材：? s.m.sze, kwok k.ng《physics of semiconductordevice》,third edition参考书：? 半导体器件物理(第3版)(国外名校最新教材精选)(physics of semiconductordevices) 作者:(美国)(s.m.sze)施敏 (美国)(kwok k.ng)伍国珏译者:耿莉张瑞智施敏老师半导体器件物理课程时间安排半导体器件物理课程为期三周，每周六学时，上课时间和安排见课程表：北京交通大学联系人：李修函手机：138******** 邮件：lixiuhan@案2013~2014学年第一学期院系名称：电子信息工程学院课程名称：微电子器件基础教学时数： 48授课班级： 111092a,111092b主讲教师：徐荣辉三江学院教案编写规范教案是教师在钻研教材、了解学生、设计教学法等前期工作的基础上，经过周密策划而编制的关于课程教学活动的具体实施方案。

半导体试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 半导体材料的导电性介于金属和绝缘体之间，这是因为：A. 半导体材料内部存在大量的自由电子B. 半导体材料内部存在大量的空穴C. 半导体材料的能带结构D. 半导体材料的晶格结构答案：C2. 下列哪种掺杂方式可以增加半导体的导电性？A. N型掺杂B. P型掺杂C. 同时进行N型和P型掺杂D. 不进行任何掺杂答案：A3. 半导体的PN结在正向偏置时，其导通的原因是：A. 电子从P区注入N区B. 空穴从N区注入P区C. 电子和空穴的复合D. 电子和空穴的注入答案：D4. 半导体器件中，晶体管的放大作用主要依赖于：A. 基极电流B. 发射极电流C. 集电极电流D. 所有电流的总和5. 下列哪种材料不适合作为半导体材料？A. 硅B. 锗C. 铜D. 砷化镓答案：C6. 半导体器件的最小特征尺寸缩小，可以带来以下哪些好处？A. 降低成本B. 提高速度C. 减少功耗D. 所有以上答案：D7. 在半导体工艺中，光刻技术主要用于：A. 制造晶体管B. 制造集成电路C. 制造绝缘体D. 制造导线答案：B8. 半导体的能带理论中，价带和导带之间的区域被称为：A. 能隙B. 能级C. 能带D. 能区答案：A9. 下列哪种半导体器件具有记忆功能？B. 晶体管C. 存储器D. 逻辑门答案：C10. 半导体器件的热稳定性主要取决于：A. 材料的热导率B. 器件的散热设计C. 器件的制造工艺D. 所有以上答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 半导体材料的特性包括：A. 导电性B. 绝缘性C. 半导体性D. 磁性答案：AC2. 下列哪些因素会影响半导体器件的性能？A. 温度B. 湿度C. 光照D. 电压答案：ABC3. 半导体器件的类型包括：A. 二极管B. 晶体管C. 集成电路D. 电阻答案：ABC4. 下列哪些是半导体材料的掺杂元素？A. 硼B. 磷C. 铜D. 锗答案：AB5. 在半导体工艺中，下列哪些步骤是必要的？A. 清洗B. 氧化C. 蒸发D. 抛光答案：ABC三、填空题（每题2分，共20分）1. 半导体材料的导电性主要依赖于______。

模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压，则空间电荷区将( b )。

(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点sdf 是具有( b )。

(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。

(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4电路如图1所示，设D 1，D 2均为理想元件，已知输入电压u i =150sin ωt V 如图2所示，试画出电压u O 的波形。

20V100V 0u Iu i V/ωtD 2D 140k Ω40k Ω150u O+- 图1+-图2+-+-答案u i V /ωt150ωt 10060u i V /0100605电路如图1所示，设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示，若忽略二极管的正向压降，试画出输出电压u O 的波形，并说明t 1,t 2时间内二极管D 1，D 2的工作状态。

u I2R Lu Ot 1t 2tt2D 1D 2图1图2u I1+-u I1/ V-22-2u I2/ V答案t 1t 2tu O /V -2t 1:D 1导通，D 2截止t 2:D 2导通，D 1截止第2章 基本放大电路1下列电路中能实现交流放大的是图( b )。

++++++++U CCu oU CCU CCU CC()a ()b (c)(d)+-+-+-+-+-+-+-+-u iu iu ou ou iu ou i++++2图示电路，已知晶体管β=60，U BE .V =07，R C k =2 Ω，忽略U BE ，如要将集电极电流I C 调整到1.5mA ，R B 应取( a )。

(a)480k Ω (b)120k Ω (c)240k Ω (d)360k Ω++C 2C 1R BR C u ou i+-+-+12V3固定偏置放大电路中，晶体管的β＝50，若将该管调换为β=80的另外一个晶体管，则该电路中晶体管集电极电流IC 将( a )。

半导体物理与器件1. 什么叫集成电路？写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量？(15分).集成电路：将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能。

小规模时代（SSI）,元件数2-50；中规模时代（MSI），元件数30-5000；大规模时代（ISI）, 元件数5000-10万；超大规模时代（visi），10万-100万；甚大规模，大于100万。

2. 写出IC 制造的５个步骤？(15分)（1）硅片制备（Wafer preparation）：晶体生长，滚圆、切片、抛光。

（2）硅片制造（Wafer fabrication）：清洗、成膜、光刻、刻蚀、掺杂。

（3）硅片测试/拣选（Wafer test/sort）：测试、拣选每个芯片。

（4）装配与封装（Assembly and packaging）：沿着划片槽切割成芯片、压焊和包封。

（5）终测（Final test）：电学和环境测试。

3. 写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？(15分)发展方向：①提高芯片性能②提高芯片可靠性③降低成本摩尔定律：硅集成电路按照4年为一代，每代的芯片集成度要翻两番、工艺线宽约缩小30%， IC 工作速度提高1.5倍等发展规律发展。

4. 什么是特征尺寸CD？(10分).硅片上的最小特征尺寸称为 CD，CD 常用于衡量工艺难易的标志。

5. 什么是More moore定律和More than Moore定律？(10分) “More Moore”：是指继续遵循Moore定律，芯片特征尺寸不断缩小（Scaling down），以满足处理器和内存对增加性能/容量和降低价格的要求。

它包括了两方面：从几何学角度指的是为了提高密度、性能和可靠性在晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸的继续缩小，以及与此关联的3D结构改善等非几何学工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能。

“More Than Moore”：指的是用各种方法给最终用户提供附加价值，不一定要缩小特征尺寸，如从系统组件级向3D 集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。

1062109053 杨旭一整理 （仅供参考） 5
半导体器件习题答案
片的电阻率较大？说明理由。 A:

1 , n型半导体 q n N D 1 , p型半导体 q p N A
两片晶片的掺杂浓度相同，而电子的迁移率大于空穴的迁移率，因此 p 型半导体即晶片 2 的电阻率较大。 Q: (e) 在室温下硅样品中测得电子的迁移率 cm2/V .s 。求电子的扩散系数。 A:
第二章 2.2 使用价键模型，形象而简要地说明半导体 (a) 失去原子 (b) 电子 (c) 空穴 (d) 施主 (e) 受主
2.3 Q: 使用能带模型，形象而简要地说明半导体： (a) 电子 (b) 空穴 (c) 施主
(d) 受主
(e) 温度趋向于 0 K 时，施主对多数载流子电子的冻结
(f) 温度趋向于 0 K 时，受主对多数载流子空穴的冻结 (g) 在不同能带上载流子的能量分布 (h) 本征半导体
说明：当材料内存在电场时，能带能量变成位置的函数，称为“能带弯曲” Q: (b) 电子的动能为零，即 K.E.=0 A: 说明：
Q: (c) 空穴的动能 K.E.=EG/4 A: 说明：
Q: (d) 光产生 A:
说明：从外部输入的光被吸收，电子被激发后，直接从价带进入导带 Q: (e) 直接热产生
1062109053 杨旭一整理 （仅供参考）
* m* p 2 m p ( Ev E )
g v ( E )[1 f ( E )] ( Ev E ) e
1/ 2

2
3
e ( E EF ) / kT
( E E F ) / kT
...
* m* p 2m p
d g c ( E ) f ( E ) dE e ( E EF ) / kT ( Ev E )1/ 2 e ( E EF ) / kT 1/ 2 2( Ev E ) kT 0 EE

半导体物理课后习题答案半导体物理课后习题答案半导体物理是现代电子学和光电子学的基础，对于理解和应用半导体器件和技术至关重要。

在学习半导体物理的过程中，习题是检验自己对知识掌握程度的重要途径。

下面将给出一些半导体物理课后习题的答案，希望能帮助大家更好地理解和应用相关知识。

1. 什么是半导体？半导体与导体和绝缘体有什么区别？答案：半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料。

与导体相比，半导体的电导率较低，但又比绝缘体高。

这是因为半导体的导电性质可以通过控制其杂质浓度和温度来调节。

在绝缘体中，几乎没有自由电子可以导电；而在导体中，自由电子非常多，可以自由传导电流。

半导体的电导率介于这两者之间，可以通过控制外界条件来改变。

2. 什么是pn结？它的特性是什么？答案：pn结是由p型半导体和n型半导体通过扩散或外加电场形成的结。

在pn结中，p型半导体中的空穴和n型半导体中的电子会发生复合，形成一个正负电荷的耗尽层。

这个耗尽层具有一个内建电场，使得p区的电势高于n区。

当外加正向偏压时，耗尽层变窄，电子从n区向p区扩散，空穴从p区向n区扩散，形成电流。

当外加反向偏压时，耗尽层变宽，几乎没有电流通过。

3. 什么是本征半导体？它的导电机制是什么？答案：本征半导体是指没有杂质掺杂的纯净半导体材料。

在本征半导体中，导电主要是由于自由电子和空穴的存在。

在室温下，半导体中的价带和导带之间的能隙相对较大，几乎没有电子跃迁到导带中，因此导电性较差。

但当温度升高时，部分电子会获得足够的能量跃迁到导带中，形成导电。

此外，光照和杂质掺杂也可以增强半导体的导电性。

4. 什么是pn结的正向偏压和反向偏压？它们的特性有何不同？答案：正向偏压是指将p区连接到正电压，n区连接到负电压的情况。

在正向偏压下，耗尽层变窄，电子从n区向p区扩散，空穴从p区向n区扩散，形成电流。

正向偏压下，pn结的导电性能良好。

反向偏压是指将p区连接到负电压，n区连接到正电压的情况。