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

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

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 )。

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

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

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

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