半导体物理学期末复习试题及答案三
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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
一、选择题。
1. 电离后向半导体提供空穴的杂质是( A ),电离后向半导体
提供电子的杂质是( B )。
A. 受主杂质
B. 施主杂质
C. 中性杂质
2. 在室温下,半导体Si 中掺入浓度为31410-cm 的磷杂质后,半导体中
多数载流子是( C ),多子浓度为( D ),费米能级的位置( G );一段时间后,再一次向半导体中掺入浓度为
315101.1-⨯cm 的硼杂质,半导体中多数载流子是( B ),多子浓度为( E ),费米能级的位置( H );如果,此时温度从室温升高至K 550,则杂质半导体费米能级的位置( I )。(已知:室温下,31010-=cm n i ;K 550时,31710-=cm n i )
A. 电子和空穴
B. 空穴
C. 电子
D. 31410-cm
E. 31510-cm
F. 315101.1-⨯cm
G. 高于i E H. 低于i E I. 等于i E
3. 在室温下,对于n 型硅材料,如果掺杂浓度增加,将导致禁带宽
度( B ),电子浓度和空穴浓度的乘积00p n ( D )2i n ,功函数( C )。如果有光注入的情况下,电子浓度和空穴浓度的乘积np ( E )2i n 。
A. 增加
B. 不变
C. 减小
D. 等于
E. 不等于
F. 不确定
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4. 导带底的电子是( C )。
A. 带正电的有效质量为正的粒子
B. 带正电的有效质量为负的准粒子
C. 带负电的有效质量为正的粒子
D. 带负电的有效质量为负的准粒子
5. P 型半导体MIS 结构中发生少子反型时,表面的导电类型与体材
料的类型( B )。在如图所示MIS 结构的C-V 特性图中,代表去强反型的( G )。
A. 相同
B. 不同
C. 无关
D. AB 段
E. CD 段
F. DE 段
G. EF 和GH 段
6. P 型半导体发生强反型的条件( B )。
A. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=
i A S n N q T k V ln 0 B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i A S n N q T k V ln 20 C. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i D S n N q T k V ln 0 D. ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛≥i D S n N q T k V ln 20 7. 由于载流子存在浓度梯度而产生的电流是( B )电流,由
于载流子在一定电场力的作用下而产生电流是( A )电流。
A. 漂移
B. 扩散
C. 热运动
8. 对于掺杂的硅材料,其电阻率与掺杂浓度和温度的关系如图所示,
其中,AB 段电阻率随温度升高而下降的原因是( A )。
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A. 杂质电离和电离杂质散射
B. 本征激发和晶格散射
C. 晶格散射
D. 本征激发
二、判断题。判断下列叙述是否正确,正确的在括号中打“√”,错误的打“X”。
1. 与半导体相比,绝缘体的价带电子激发到导带所需要的能量比半
导体的大。(√)2. 砷化稼是直接能隙半导体,硅和锗是间接能隙半导体。
(√)3. 室温下,对于某n型半导体,其费米能级在其本征半导体的费米
能级之下。(X)4. 在热力学温度零度时,能量比
E小的量子态被电子占据的概率为
F
100%,如果温度大于热力学温度零度时,能量比
E小的量子态被
F
电子占据的概率为小于50%。(X)5. 费米分布函数适用于简并的电子系统,波耳兹曼分布函数适用于
非简并的电子系统。(√)6. 将Si掺杂入GaAs中,Si取代Ga则起施主杂质作用,若Si取代
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As 则起受主杂质作用。 ( √ )
7. 无论本征半导体还是杂质半导体,其电子浓度和空穴浓度的乘积
为常数,由温度和禁带宽度决定。 ( √ )
8. 一块半导体材料,光照在材料中会产生非平衡载流子,其中非平
衡载流子的寿命为τ。若光照忽然停止,经过τ时间后,非平衡载流子全部消失。 ( X )
9. 在一定温度下,光照在半导体材料中会产生非平衡载流子,光照
稳定后,由于电子空穴对的产生率与复合率相等,所以称为热平衡状态,有统一的费米能级。 ( X )
10. 金属和半导体接触分为有整流特性的肖特基接触和非整流的欧姆
接触。 ( √ )
三、分析题。
1. 对于室温下硅材料,假设载流子迁移率分别为s V cm n ⋅=/13502μ,
s V cm p ⋅=/5002μ,且认为不随掺杂而变化。已知C q 19106.1-⨯=,本征载流子浓度31010-=cm n i ,硅的原子密度为322105-⨯cm ,31910-==cm N N v c ,eV T k 026.00=,3.5200ln =。
(1) 试计算本征硅的电阻率。
(2) 当在本征硅中掺入百万分之一的砷(As )后,设杂质全部
电离,试计算电子浓度和空穴浓度。
(3) 画出问题(2)中杂质半导体的能带图,并确定费米能级相