半导体器件作业 有答案

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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-3,570K 时,ni≈2×1017cm-3)

A 1014cm-3

B 1015cm-3

C 1.1×1015cm-3

D 2.25×105cm-3

E 1.2×1015cm-3

F 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

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 BVCEO

B BVCBO

C BVEBO

14.MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是( B )。(V S为半导体表面电势;qVB=Ei-EF)

A V S=V

B B V S=2V B

C V S=0

15.晶体管中复合与基区厚薄有关,基区越厚,复合越多,因此基区应做得( C )A.较厚B.较薄C.很薄16.pn 结反偏状态下,空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而( A )。

A.展宽B.变窄C.不变

17.在开关器件及与之相关的电路制造中,( C )已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。A 钝化工艺 B 退火工艺 C 掺金工艺

18.在二极管中,外加反向电压超过某一数值后,反向电流突然增大,这个电压叫( B )。A 饱和电压 B 击穿电压 C 开启电压

19.真空能级和费米能级的能值差称为( A )

A 功函数

B 亲和能

C 电离电势

20. 平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是( A )

A 发射区

B 基区

C 集电区

21.栅电压为零,沟道不存在,加上一个负电压才能形成P 沟道,该MOSFET 为( A )A P 沟道增强型 B P 沟道耗尽型 C N 沟道增强型 D N 沟道耗尽型

二、判断题(共20 分,每题1分)

1.(√)半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。

2.(√)半导体中的电子浓度越大,则空穴浓度越小。

3.(×)半导体中载流子低温下发生的散射主要是晶格振动的散射。

4.(×)杂质半导体的电阻率随着温度的增加而下降。

5.(√)半导体中杂质越多,晶格缺陷越多,非平衡载流子的寿命就越短。

6.(√)非简并半导体处于热平衡状态的判据是n0p0=ni2。

7.(√)MOSFET 只有一种载流子(电子或空穴)传输电流。

8.(√)反向电流和击穿电压是表征晶体管性能的主要参数。

9.(×)同一种材料中,电子和空穴的迁移率是相同的。

10.(√)MOS 型的集成电路是当今集成电路的主流产品。

11.(√)平衡PN 结中费米能级处处相等。

12.(√)能够产生隧道效应的PN 结二极管通常结的两边掺杂都很重,杂质分布很陡。

13.(√)位错就是由范性形变造成的,它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期而位移一段距离。

14.(√)在某些气体中退火可以降低硅-二氧化硅系统的固态电荷和界面态。

15.(√)高频下,pn 结失去整流特性的因素是pn 结电容

16.(×)pn 结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。

17.(√)要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值,就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。

18.(√)二氧化硅层中对器件稳定性影响最大的可动离子是钠离子。

19.(×)制造MOS 器件常常选用[111]晶向的硅单晶。

20.(√)场效应晶体管的源极和漏极可以互换,但双极型晶体管的发射极和集电极是不可以互换的。

三、名词解释(共15 分,每题5分,给出关键词得3分)

1.雪崩击穿

随着PN 外加反向电压不断增大,空间电荷区的电场不断增强,当超过某临界值时,载流子受电场加速获得很高的动能,与晶格点阵原子发生碰撞使之电离,产生新的电子—空穴对,再被电场加速,再产生更多的电子—空穴对,载流子数目在空间电荷区发生倍增,犹如雪崩一般,反向电流迅速增大,这种现象称之为雪崩击穿。

2.非平衡载流子

由于外界原因,迫使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态,称为非平衡状态,其载流子浓度可以比平衡状态时多出了一部分,比平衡时多出了的这部分载流子称为非平衡载流子。

3.共有化运动

当原子相互接近形成晶体时,不同原子的内外各电子壳层之间就有了一定程度的交叠,相邻原子最外层交叠最多,内壳层交叠较少。原子组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限在某一个原子上,可以由一个原子转移到相邻的原子上去,因而,电子将可以在整个晶体中运动,这种运动称为电子的共有化运动。

四、问答题(22 分)

1.简述肖特基二极管的优缺点。(6 分,每小点1 分)

优点:(1 )正向压降低

(2 )温度系数小

(3 )工作频率高。

(4 )噪声系数小

缺点:(1 )反向漏电流较大

( 2 )耐压低

2.MIS 结构中,以金属—绝缘体—P 型半导体为例,半导体表面在什么情况下成为积累层?什么情况下出现耗尽层和反型层?(6 分,每小点2 分)

积累状态:当金属与半导体之间加负电压时,表面势为负值,表面处能带向上弯曲,表面层内就会出现空穴的堆积。( 2 分)

耗尽状态:当金属与半导体之间加正电压时,表面势为正值,表面处能带向下弯曲,表面处的空穴浓度较体内的低得多,这种状态就叫做耗尽状态。(2 分)