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半导体物理期末考试试卷及答案解析

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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 半导体物理期末考试试卷及答案解析------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------安徽大学 20 09—20 10 学年第一学期《半导体物理学》考试试卷（B 卷）（闭卷时间 120 分钟）题号一二三四五六七总分得分阅卷人学号答题勿超装订线姓名专业年级一、选择题（每小题 2 分，共 20 分）得分1. 本征半导体是指( )的半导体。

A. 不含杂质和缺陷B. 电子浓度和空穴浓度相等C. 电阻率高D. 电子浓度与本征载流子浓度相等2. 关于 Si 的能带特征，以下描述错误的是( )。

A. 导带底位于六个等效的<100>方向B. 价带顶位于布里渊区中心C. Si 是直接带隙半导体D. 导带底附件的等能面是旋转椭球面3. 导带底附件的状态密度为 gc (E) ，电子占据能级 E 的几率为 fB (E) ，则导带电子浓度为( )。

A. gc (E) fB ( E )B. gc (E) fB ( E ) dE4. 简并半导体是指( )的半导体。

Ec′∫ C. Ec gc (E)dE∫ ( ) Ec′D. Ec gc (E) fB E dEA. (Ec －EF)或(EF-Ev)≤0 B. (Ec－EF)或(EF-Ev)≥0C. 能使用玻尔兹曼近似计算载流子浓度D. 导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子5.1/ 14对于 n 型非简并半导体，在饱和区，电阻率随温度上升而增加，可能的原因是( )。

A. 电离杂质的散射增强B. 晶格振动散射增强第1页共5页院/系---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ C. 载流子浓度减少D. 杂质没有完全电离6. 对于小注入的 n 型半导体，电子和空穴的准费米能级分别为 EFn 和 EFp 。

平衡态时的费米能级 EF 。

下述内容正确的是( )。

A. EFn = EFp = EFB. EFn ? EF < EF ? EFp 7. 有效陷阱的能级必靠近( )。

C. EF ? EFp < EFn ? EFD. EFp > EFnA. 禁带中部B. 导带 C. 价带D. 费米能级8. 实际 p-n 结的反向电流大于理想 p-n 结的反向电流，其原因是( )。

A. 势垒区中的复合电流B. 势垒区中的产生电流C. 反向击穿D. 大注入效应9. 金属和 p 型半导体接触时，如果Wm < Ws ，则半导体表面形成( )。

A. n 型阻挡层B. p 型阻挡层C. n 型反阻挡层D. p 型反阻挡层10. 在 p 型半导体构成的理想 MIS 结构中，当金属端所加电压VG 大于开启电压 VT 时，半导体表面空间电荷的特征是( )。

A. 正电荷，多子堆积B. 负电荷，少子堆积C. 负电荷，多子耗尽D. 负电荷，反型二、填空题(每空 2 分，共 28 分)得分1、同时含有一种施主和一种受主杂质的均匀半导体，电中性条件为。

2、设 ND 和 N A 分别为硅中施主与受主杂质，且 ND > N A ，如杂质全部电离，则该材料表现为型半导体；若不考虑本征激发，载流子浓度等于。

3/ 14对载流子起散射作用的杂质浓度 Ni =。

3、若非平衡载流子浓度和寿命分别为 ?p 和τ ，则单位时间内非平衡载流子的复合几率为，单位时间单位体积内净复合消失的非平衡载流子即复合率为。

4、复合中心浓度为 Nt，复合中心的电子浓度为 nt，复合中心对电子和空穴的俘获系数为 rn 和 rp，导带电子和价带空穴浓度为 n、p。

则复合中心对电子的俘获率为，对空穴的俘获率为。

5、表面复合率是指：。

第2页共5页---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ ( ) 6、空穴的扩散流密度Sp=?Dpd?p ( x)dx，则空穴的扩散电流Jp=扩。

电子的扩散流密度Sn=? Dn?d?n( x)dx，则电子的扩散电流 ( Jn)扩=。

7、隧道结是指。

8、平衡情况的 p-n 结，内建电场的方向由 n 区指向 p 区，n 区的电势高于 p 区的电势，内建电势差为VD ，则从 n 区到 p 区的电子要越过的势垒高度为。

当外加正向偏压 V(>0)时，势垒高度变为。

三、判断题(在括号内，正确的划√，错误的划×。

每小题 1 分，共 10 分)得分1. 宽带中电子的有效质量比窄带中的小。

( ) 2. 热平衡情况下，半导体中电子和空穴系统有统一的费米能级。

( ) 3. 温度越高，晶格振动对载流子的散射越强。

( ) 4. 电子和空穴的准费米能级相差越大，说明半导体越偏离平衡状态。

( ) 5. 俄歇复合时释放能量的方式是发射光子。

( ) 6. 有效复合中心的存在延长了非平衡载流子的寿命。

( ) 7. 理想 p-n 结的电流是少数载流子漂移产生的电流。

( ) 8. 考虑势垒区的产生电流后，p-n 结实际反向电流比理想反5/ 14向电流要大。

( ) 9. 对于金属半导体接触，考虑镜像和隧道效应时，势垒的高度减小。

( ) 10. p 型半导体构成的 MIS 结构，反型时表面势小于零。

( )四、简答题（每小题 6 分，共 30 分）得分1、画出只含施主杂质的 n 型硅中电子浓度与温度之间的变化关系曲线(2 分)。

标出低温弱电离区、饱和区和高温本征激发区(2 分)。

写出各个区间的电中性条件(2 分)。

第3页共5页---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 2、说明最有效陷阱的特点(3 分)，电子和空穴陷阱能级的位置(3 分)。

3、简述理想 p-n 结模型(3 分)。

画出平衡 p-n 结的能带图，并标出 p 型/n 型半导体的导带底和价带顶、费米能级和势垒高度(3 分)。

4．以实际的 p+-n 结为例，分别讨论：正向(4 分)和反向(2 分)偏压下，p-n 结电流电压特性偏离理想方程的因素有哪些。

第4页共5页7/ 145、什么是欧姆接触(3 分)？如何制作欧姆接触(3 分)？五、推导证明题(12 分)得分由 p 型半导体构成的 MIS 结构，在半导体表面处于耗尽状态时，用“耗尽层近似”推导出耗尽层宽度 xd 和空间电荷面密度 Qs 随表面势Vs 的变化。

(设 p 型半导体是均匀掺杂的，杂质浓度为 NA。

)第5页共5页---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 安徽大学 20 09—20 10 学年第一学期《半导体物理学》B 卷参考答案及评分标准一、选择题（每小题 2 分，共 20 分）1. A.2.C.3.D. 4. A.6. B.7. D.8. B. 9.B.二、填空题(每空 2 分，共 28 分)5. B. 10.D1、p0+n+ D=n0+p? A2、n； ND ? N A ； ND + N A3、1 τ ；?p τ4、 rnn ( Nt ? nt ) ； rp pnt5、单位时间内通过单位面积复合掉的电子-空穴对数 Us(s-1cm-2)6、 ?qDpd ?p( x) dx； ?qSn=qDnd?n( x)dx7、重掺杂的 n 区和 p 区形成的 p-n 结称为隧道结8、 qVD ； q(VD ?V )三、判断题(在括号内，正确的划√，错误的划×。

每小题 1 分，共 10 分)1. √ 2. √ 3. √ 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √ 10. × 四、简答题（每小题 6 分，共 30 分）1、画出只含施主杂质的 n 型硅中电子浓度与温度之间的变化关系曲线(2 分)。

标出低温弱电离区、饱和区和高温本征激发区(2 分)。

写出各个区间的电中性条件(2 分)。

答：0--100K：n 随温度迅速增加。

no = nD+ ， p0 = 0第1页共4页9/ 14100—500K：杂质全部电离， n0 = ND , p0 = 0 ，（饱和），不随温度变化。

500K 以上：本征激发开始起主要作用， n0 = p0 2、说明最有效陷阱的特点(3 分)，电子和空穴陷阱能级的位置(3 分)。

答： (1) 典型的陷阱对电子和空穴的俘获系数 rn 和 rp 必须有很大差别。

(2) 少数载流子的陷阱效应更显著 (3) 一定的杂质能级能否成为陷阱，还决定于能级的位置。

电子陷阱能级位置位于费米能级以上并靠近费米能级的位置；空穴陷阱能级位于费米能级以下并靠近费米能级的位置。

3、简述理想 p-n 结模型(3 分)。

画出平衡 p-n 结的能带图，并标出 p 型/n 型半导体的导带底和价带顶、费米能级和势垒高度(3 分)。

答：符合以下假设条件的 p-n 结称为理想 p-n 结模型(3 分)：(1)小注入条件。

即注入的少数载流子浓度比平衡多数载流子浓度小得多。

(2)突变耗尽层条件。

即外加电压和接触电势差都降落在耗尽层上，耗尽层中的电荷是由电离施主和电离受主的电荷组成，耗尽层外的半导体是电中性的。

因此，注入的少数载流子在 p 区和 n 区是纯扩散运动。

(3)通过耗尽层的电子和空穴电流为常量，不考虑耗尽层中载流子的产生及复合作用。

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ (4)玻耳兹曼边界条件。

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半导体物理期末试卷（含部分答案

半导体物理期末试卷（含部分答案

半导体物理期末试卷（含部分答案⼀、填空题1．纯净半导体Si 中掺错误！未找到引⽤源。

族元素的杂质，当杂质电离时释放电⼦。

这种杂质称施主杂质；相应的半导体称N 型半导体。

2．当半导体中载流⼦浓度的分布不均匀时，载流⼦将做扩散运动；在半导体存在外加电压情况下，载流⼦将做漂移运动。

3．n o p o =n i 2标志着半导体处于平衡状态，当半导体掺⼊的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？不变；当温度变化时，n o p o 改变否？改变。

4．⾮平衡载流⼦通过复合作⽤⽽消失，⾮平衡载流⼦的平均⽣存时间叫做寿命τ，寿命τ与复合中⼼在禁带中的位置密切相关，对于强p 型和强n 型材料，⼩注⼊时寿命τn 为，寿命τp 为 .5．迁移率是反映载流⼦在电场作⽤下运动难易程度的物理量，扩散系数是反映有浓度梯度时载 qn n 0=µ ，称为爱因斯坦关系式。

6．半导体中的载流⼦主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射和晶格振动散射。

前者在电离施主或电离受主形成的库伦势场下起主要作⽤，后者在温度⾼下起主要作⽤。

7．半导体中浅能级杂质的主要作⽤是影响半导体中载流⼦浓度和导电类型；深能级杂质所起的主要作⽤对载流⼦进⾏复合作⽤。

8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲含铝1015cm -3 ⼄. 含硼和磷各1017 cm -3 丙含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由⾼到低的顺序是⼄甲丙。

样品的电⼦迁移率由⾼到低的顺序是甲丙⼄。

费⽶能级由⾼到低的顺序是⼄> 甲> 丙。

9．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与⾮简并化的标准，那么 T k E E F C 02>- 为⾮简并条件； T k E E F C 020≤-< 为弱简并条件； 0≤-F C E E 为简并条件。

10．当P-N 结施加反向偏压增⼤到某⼀数值时，反向电流密度突然开始迅速增⼤的现象称为 PN 结击穿，其种类为：雪崩击穿、和齐纳击穿（或隧道击穿）。

(最新整理)半导体物理学考试试卷及参考答案

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半导体物理学考试试卷及参考答案
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半导体物理学期末复习试题及答案三

半导体物理学期末复习试题及答案三

………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，则杂质半导体费米能级的位置（I ）.（已知：室温下，；时,) A。

电子和空穴 B。

空穴 C。

电子D. E。

F。

G. 高于 H。

低于 I。

等于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（D)，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（E）。

A。

增加 B. 不变 C. 减小D. 等于E. 不等于F. 不确定4.导带底的电子是（C).………密………封………线………以………内………答………题………无………效……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. B。

C. D.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）。

A. 杂质电离和电离杂质散射B. 本征激发和晶格散射………密………封………线………以………内………答………题………无………效……C。

半导体物理学期末复习试题及答案一(word文档良心出品)

半导体物理学期末复习试题及答案一(word文档良心出品)

一、选择题1.与绝缘体相比，半导体的价带电子激发到导带所需要的能量（ B ）。

A. 比绝缘体的大B.比绝缘体的小C. 和绝缘体的相同2.受主杂质电离后向半导体提供（ B ），施主杂质电离后向半导体提供（ C ），本征激发向半导体提供（ A ）。

A. 电子和空穴B.空穴C. 电子3.对于一定的N型半导体材料，在温度一定时，减小掺杂浓度，费米能级会（ B ）。

A.上移B.下移C.不变4.在热平衡状态时，P型半导体中的电子浓度和空穴浓度的乘积为常数，它和（ B ）有关A.杂质浓度和温度B.温度和禁带宽度C.杂质浓度和禁带宽度D.杂质类型和温度5.MIS结构发生多子积累时，表面的导电类型与体材料的类型（ B ）。

A.相同B.不同C.无关6.空穴是( B )。

A.带正电的质量为正的粒子B.带正电的质量为正的准粒子C.带正电的质量为负的准粒子D.带负电的质量为负的准粒子7.砷化稼的能带结构是（ A ）能隙结构。

A. 直接B.间接8. 将Si 掺杂入GaAs 中，若Si 取代Ga 则起（ A ）杂质作用，若Si 取代As 则起（ B ）杂质作用。

A. 施主B. 受主C. 陷阱D. 复合中心9. 在热力学温度零度时，能量比F E 小的量子态被电子占据的概率为（ D ），当温度大于热力学温度零度时，能量比F E 小的量子态被电子占据的概率为（ A ）。

A. 大于1/2B. 小于1/2C. 等于1/2D. 等于1E. 等于010. 如图所示的P 型半导体MIS 结构的C-V 特性图中，AB 段代表（ A ），CD 段代表（B ）。

A. 多子积累B. 多子耗尽C. 少子反型D. 平带状态11. 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 0B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥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 2012. 金属和半导体接触分为：（ B ）。