微電子研究所研究生入學(xué)考試試題

1、北京理工大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試試題集謝君堂編信息與電子學(xué)院2009-6-30 北 京 理 工 大 學(xué) 總號(hào)：032 （原北京工業(yè)學(xué)院） 分號(hào)：0506一九九九年研究生入學(xué)考試 半導(dǎo)體物理學(xué) 試題請(qǐng)統(tǒng)考考生答（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（10）（12）十題；請(qǐng)單獨(dú)考生答（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（9）（11）（13）十題。（1）（12分）解釋下列名詞：a.直接躍遷與間接躍遷；b.直接復(fù)合與間接復(fù)合；c.費(fèi)米能級(jí)與準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)（2）（12分）說(shuō)明以下幾種效應(yīng)及其物理機(jī)制，并說(shuō)出其可能的應(yīng)用：a.霍耳效應(yīng)；b.光生伏特效應(yīng)；c.壓阻效應(yīng)。（3）（8分）請(qǐng)按照你的看法

2、，寫出半導(dǎo)體能帶的主要特征是什么？（4）（8分）請(qǐng)你根據(jù)對(duì)載流子產(chǎn)生與復(fù)合過(guò)程的分析，得出在熱平衡條件下，兩種載流子濃度的乘積等于恒量（不需要通過(guò)對(duì)載流子濃度的計(jì)算）。 第1頁(yè) 共3頁(yè) 北 京 理 工 大 學(xué) 總號(hào)：032 （原北京工業(yè)學(xué)院） 分號(hào)：0506一九九九年研究生入學(xué)考試 半導(dǎo)體物理學(xué) 試題（5）（9分）什么是P-N結(jié)的雪崩擊穿現(xiàn)象，請(qǐng)說(shuō)明形成擊穿的物理機(jī)制（6）（9分）請(qǐng)畫出以N型半導(dǎo)體為襯底的MIS結(jié)構(gòu)，在不同柵壓下的表面能帶的形狀與電荷的分布，同時(shí)給予 簡(jiǎn)要的說(shuō)明。（7）（10分）推導(dǎo)出P-N結(jié)的接觸電勢(shì)差的表示式。（8）（10分）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)使用半導(dǎo)體的利用太陽(yáng)能致冷的電器，要

3、求畫出原理圖，不要求設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。（9）（10分）請(qǐng)利用溫差電效應(yīng)和帕爾貼效應(yīng)構(gòu)想一個(gè)既可加溫又可致冷的電器。（10）（10分）如果給你一塊半導(dǎo)體樣品，請(qǐng)你判斷其導(dǎo)電類型，你采用什么辦法？請(qǐng)說(shuō)明你采用的方法的原理和實(shí)驗(yàn)的具體做法。（11）（10分）請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明如何利用光電導(dǎo)的衰減測(cè)量少子的壽命（要求說(shuō)明原理、儀器和測(cè)量方法）（12）（12分）室溫條件下考慮一個(gè)N型鍺樣品，施主濃度，樣品截面積為，長(zhǎng)為1，電子和空穴的壽 第2頁(yè) 共3頁(yè) 北 京 理 工 大 學(xué) 總號(hào)：032 （原北京工業(yè)學(xué)院） 分號(hào)：0506一九九九年研究生入學(xué)考試 半導(dǎo)體物理學(xué) 試題命均為100µs。假定樣品被光照射，且光被

4、均勻地吸收，電子空穴對(duì)產(chǎn)生率為，已知室溫下，計(jì)算該半導(dǎo)體樣品有光照時(shí)的電阻率和電阻。（13）（12分）考慮室溫下的兩個(gè)硅樣品，分別摻入濃度為N1和N2的硼雜質(zhì)。已知室溫下硅的本征載流子濃度為，而且有N1N2。問(wèn)：a.哪個(gè)樣口的少子濃度低？b.哪個(gè)樣品的費(fèi)米能級(jí)離價(jià)帶頂近？c.如果再摻入少量的磷（設(shè)磷的濃度為N3，且N3 N2），兩樣品的費(fèi)米能級(jí)又如何變化？以上問(wèn)題均應(yīng)通過(guò)公式計(jì)算得出結(jié)論。 北京理工大學(xué)200年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼： 科目名稱： 分號(hào)：試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。請(qǐng)統(tǒng)考考生答：一、二、三、四、五、六、七、八、九、

5、十、十二題。請(qǐng)單獨(dú)考試考生答：一、二、三、四、五、六、七、八、九題；十、十一題中任選一題；十二、十三題中任選一題。一 解釋名詞（共分，每小題分） 載流子陷阱 結(jié)的熱電擊穿 歐姆接觸 同型異質(zhì)結(jié)與反型異質(zhì)結(jié)二（分）金屬一半導(dǎo)體接觸能否實(shí)現(xiàn)少子注入，為什么？三（分）光電導(dǎo)效應(yīng)的增強(qiáng)常用光電導(dǎo)增益因子來(lái)表示。如光敏電阻外加電壓為，電子遷移率為，電極間距離為，請(qǐng)據(jù)此導(dǎo)出光電導(dǎo)增益因子的表達(dá)式。四（分）半導(dǎo)體中載流子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中為什么會(huì)遭到散射？半導(dǎo)體中的主要散射機(jī)構(gòu)有哪些？ 第1頁(yè) 共3頁(yè)北京理工大學(xué)200年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼： 科目名稱： 分號(hào)：試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙

6、上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。五（分）為了縮短半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子壽命，可以采用哪些手段？簡(jiǎn)要說(shuō)明采用這些手段的原因。六（分）為了降低結(jié)的勢(shì)壘電容，可以采用哪些手段？簡(jiǎn)要說(shuō)明采用這些手段的原因。七（分）肖特基二極管不同于結(jié)二極管的主要特點(diǎn)是什么？八（分）以型硅為例，說(shuō)明強(qiáng)電離時(shí)半導(dǎo)體中的雜質(zhì)電離程度與哪些因素有關(guān)？九（分）畫出典型的型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的特性曲線，并簡(jiǎn)要說(shuō)明。十（分）對(duì)一個(gè)沒(méi)有任何標(biāo)識(shí)的二極管，如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)判斷其中的結(jié)是冶金結(jié)還是擴(kuò)散結(jié)。（方法任選，要求對(duì)所選用的方法做出具體的說(shuō)明，即方法的依據(jù)，所用的儀器設(shè)備和實(shí)驗(yàn)步驟） 第2頁(yè) 共3頁(yè)北京理工大學(xué)200年碩士研究生入學(xué)考

7、試試題科目代碼： 科目名稱： 分號(hào)：試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。十一（分）如何利用結(jié)來(lái)測(cè)量溫度？請(qǐng)?jiān)O(shè)想一種方案。十二（分）證明：在一定的簡(jiǎn)化條件下，結(jié)的勢(shì)壘區(qū)復(fù)合電流r可表示為其中，為勢(shì)壘區(qū)寬度，為載流子壽命。十三（分）證明：結(jié)單位面積上的微分?jǐn)U散電容為其中，n與p分別為電子與空穴的擴(kuò)散長(zhǎng)度。 第3頁(yè) 共3頁(yè)北京理工大學(xué)2001年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：413 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) 分號(hào)：0503試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。一 解釋名詞（共12分，每小題3分）1有效質(zhì)量 2

8、.準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí) 3.狀態(tài)密度 4.載流子遷移率二回答問(wèn)題（共32分，每小題4分）1.絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？2輻射復(fù)合、非輻射復(fù)合、俄歇復(fù)合有何區(qū)別？3直接躍遷與間接躍遷的區(qū)別？4P-N結(jié)的擊穿有幾種？請(qǐng)分別說(shuō)明它們的機(jī)制。5.P-N結(jié)的電容效應(yīng)有幾種？解釋它們的物理成因。6什么是簡(jiǎn)并半導(dǎo)體？在什么情況下發(fā)生簡(jiǎn)并化？7半導(dǎo)體的載流子運(yùn)動(dòng)有幾種方式？如何定量描述它們？8載流子濃度隨溫度的增加是增大還是減少？為什么？三寫出下面列出的常用公式，并寫出所用符號(hào)代表的物理意義。（共10分，每小題2分）1熱平衡狀態(tài)下，半導(dǎo)體中兩種載流子的乘積。2非平衡載流子濃度隨時(shí)間的衰減公式。3P-N結(jié)的

9、I-V關(guān)系。 第1頁(yè) 共3頁(yè)北京理工大學(xué)2001年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：413 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) 分號(hào)：0503試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。4一種載流子的霍耳系數(shù)。5半導(dǎo)體電導(dǎo)率的一般表達(dá)式。四選擇題（共6分，每小題2分）1室溫下，硅中本征載流子濃度的數(shù)量級(jí)大致是（ ）A B. C.2.在硅中,電子漂移速度的上限為( )A. B. C.3.在硅中,硼雜質(zhì)的電離能大致是( ).A.0.45ev B.0.045e v C.4.5ev D.45ev五(分)已知：硅半導(dǎo)體材料中施主雜質(zhì)濃度為求：在時(shí)的位置當(dāng)施主雜質(zhì)電離能為ev,

10、T=300K時(shí)，施主能級(jí)上的濃度。六（分）室溫下，型硅中摻入的施主雜質(zhì)濃度，在光的照射下產(chǎn)生了非平衡載流子，其濃度為n=p=。求此情況下，電子與空穴的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)的位置，并與沒(méi)有光照時(shí)的費(fèi)米能級(jí)比較。七（分）摻雜濃度為的硅半導(dǎo)體中，少子壽命為 第2頁(yè) 共3頁(yè)北京理工大學(xué)2001年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：413 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) 分號(hào)：0503試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。秒，當(dāng)中由于電場(chǎng)的抽取作用（如在反向偏壓下結(jié)附近的空間電荷區(qū)中）少子被全部清除，求此情況下電子空穴對(duì)的產(chǎn)生率。八（分）一硅樣品，摻入的硼濃度為×，同時(shí)

11、摻入的砷濃度為×。在室溫下此樣品是型還是型？當(dāng)時(shí)的多子及少子濃度？當(dāng)溫度升高到時(shí)，此半導(dǎo)體樣品是型還是型？九（分）設(shè)型硅受主濃度×，氧化層厚度dI=1500A，柵極金屬為鋁的結(jié)構(gòu)，氧化層中的正電荷密度。已知鋁硅的接觸勢(shì)差ms=伏，真空介電常數(shù)，二氧化硅介電常數(shù)。求平帶電壓。十（分）根據(jù)結(jié)反向擴(kuò)散電流密度公式指出在e、i兩種材料構(gòu)成的結(jié)的反向電流中勢(shì)壘區(qū)產(chǎn)生電流與反向擴(kuò)散電流哪個(gè)占主要地位？ 第3頁(yè) 共3頁(yè)北京理工大學(xué)2002年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：413 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) 分號(hào)：0503試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考

12、證號(hào)和姓名。一（15分）請(qǐng)回答下列問(wèn)題： 1費(fèi)米分布函數(shù)的表示式是什么？ 2T=0K及T0K時(shí)該函數(shù)的圖形是什么？ 3費(fèi)米分布函數(shù)與波爾茲曼分布函數(shù)的關(guān)系是什么？二（15分）請(qǐng)畫出N型半導(dǎo)體的MIS結(jié)構(gòu)的CV特性曲線，要求在圖中表示出： 1測(cè)量頻率的影響。 2平帶電壓。 3積累、耗盡與反型狀態(tài)各對(duì)應(yīng)曲線的哪一部分？三（15分）請(qǐng)畫出圖形并解釋： 1直接能隙與間接能隙。 2直接躍遷與間接躍遷。 3直接復(fù)合與間接復(fù)合。四（15分）下列三種效應(yīng)的實(shí)際表現(xiàn)是什么？請(qǐng)說(shuō)出其物理成因。 第1頁(yè) 共2頁(yè)北京理工大學(xué)2002年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：413 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) 分號(hào)：0503試題答

13、案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效，試題上不準(zhǔn)填寫準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。 1霍耳效應(yīng)。 2塞貝克效應(yīng)。 3光生伏特效應(yīng)。五（10分）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證MIS結(jié)構(gòu)的絕緣層中存在著可動(dòng)電荷。六（15分）室溫下，一個(gè)N型硅樣品，施主濃度ND=少子壽命，設(shè)非平衡載流子的產(chǎn)生率，計(jì)算電導(dǎo)率及準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)的位置。（硅的，室溫下本征載流子濃度為）七（15分）有人在計(jì)算“施子濃度的鍺材料中，在室溫下的電子和空穴濃度”問(wèn)題時(shí)采取了如下算法：由于室溫下施主已全部電離，所以電子濃度就等于施主濃度與室溫下的本征載流子濃度之和。請(qǐng)判斷這種算法是否正確，如果你認(rèn)為正確，請(qǐng)說(shuō)明理由；如果你認(rèn)為不正確，請(qǐng)把正確的方法

14、寫出來(lái)。（室溫下鍺的本征載流子濃度可取值）機(jī)密啟用前 試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題 北京理工大學(xué)2004攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題一. 請(qǐng)解釋下列各概念(每小題5分,總分20分)1. 間隙式雜質(zhì)和替位式雜質(zhì)2. 本征激發(fā)3. 熱電擊穿4. 表面勢(shì)二. 說(shuō)明以下各種效應(yīng),并說(shuō)明每種效應(yīng)的一種應(yīng)用(每小題7分,總分28分)1. 霍耳效應(yīng)2. 光生伏特效應(yīng)3. 珀?duì)栙N效應(yīng)4. 壓阻效應(yīng) 三?；卮鹣铝袉?wèn)題（總分50分） 1. 請(qǐng)寫出 1) 費(fèi)米分布函數(shù)的表示式,式中各符號(hào)的意義及其與溫度(T=OK,T>OK)的關(guān)系曲線 2) 在什么情況下,費(fèi)米分布函數(shù)可以用玻爾茲曼分布函

15、數(shù)近似。 （10分） 2. 解釋金屬半導(dǎo)體接觸的整流作用(不要求推導(dǎo)公式,要求說(shuō)明整流作用的物理機(jī)制)。 （16分） 3. 給出硅樣品的受主濃度為,禁帶寬度為1.12eV,電子親合能力為3.4eV,求功函數(shù)的值。 （16分） 答卷須知試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效。2008年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題科目代碼：822 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) 一、單項(xiàng)選擇題（總分16分，每小題2分）1. 若某半導(dǎo)體導(dǎo)帶中發(fā)現(xiàn)電子的幾率為零，則該半導(dǎo)體必定（ ） a） 不含施主雜質(zhì) b） 不含受主雜質(zhì) c） 本征半導(dǎo)體 d） 處于絕對(duì)零度2. 半導(dǎo)體中載流子擴(kuò)散系數(shù)的大小決定于其中的（

16、） a） 散射機(jī)構(gòu) b） 能帶結(jié)構(gòu) c） 復(fù)合機(jī)構(gòu) d） 晶體結(jié)構(gòu)3. 在溫室條件下，1cm3的硅中摻入濃度為1016/cm3的N型雜質(zhì)，則其電導(dǎo)率將增加（ ）倍 a） 一百萬(wàn) b） 一千萬(wàn) c） 十萬(wàn) d） 無(wú)法確定4. 硅中摻金工藝主要用于制造（ ）器件 a） 大功率 b） 高反壓 c） 高頻 d） 低噪聲5. 現(xiàn)有一材料的電阻率隨溫度增加而先下降后上升，該材料是（ ） a）金屬 b）本征半導(dǎo)體 c）摻雜半導(dǎo)體 d）高純化合物半導(dǎo)體6. MOS器件的導(dǎo)電溝道是（ ）層 a）耗盡 b）反型 c）阻擋 d）反阻擋7. 有效的復(fù)合中心能級(jí)通常都是靠近（ ） a） b） c） d）8. 反向的PN

17、結(jié)空間電荷區(qū)中不存在（ ）電流 a）少子 b）漂移 c）產(chǎn)生 d）復(fù)合二、多項(xiàng)選擇題（總分24分，每小題3分）1. 以下的敘述中（ ）不屬于空穴的特征 a）空穴濃度等于價(jià)帶中空狀態(tài)濃度 b）空穴所帶的正電荷等于電子電荷 c）空穴的能量等于原空狀態(tài)內(nèi)電子的能量的負(fù)值 d）空穴的波矢與原空狀態(tài)內(nèi)電子的波矢相同2. 關(guān)于電子的費(fèi)米分布函數(shù)f(E)，敘述正確的是（ ） a）是能量為E的一個(gè)量子狀態(tài)被電子占據(jù)的幾率 b）電子在能量為E的狀態(tài)上服從泡利原理 c）當(dāng)EC-EFkT時(shí)，費(fèi)米分布可用波爾茲曼分布近似 d）服從費(fèi)米分布的半導(dǎo)體是簡(jiǎn)并的3. 關(guān)于結(jié)的敘述中（ ）是正確的 a）流過(guò)結(jié)的正向電流成分中空

18、穴電流占優(yōu)勢(shì) b）結(jié)的耗盡區(qū)寬度主要在N型側(cè) c）流過(guò)結(jié)的反向電流成分中沒(méi)有復(fù)合電流 d）降低N區(qū)的摻雜濃度可以提高結(jié)的反向擊穿電壓4. 下面四塊半導(dǎo)體硅單晶，除摻雜濃度不同外，其余條件均相同，由下面給出的數(shù)據(jù)可知：電阻率最大的是（ ），電阻率最小的是（ ） a） b）， c） d）5. 下列敘述正確的是（ ）a）非平衡載流子在電場(chǎng)作用下，在壽命時(shí)間內(nèi)所漂移的距離叫牽引長(zhǎng)度 b）非平衡載流子在復(fù)合前所能擴(kuò)散深入樣品的平均距離稱為擴(kuò)散長(zhǎng)度 c）使半導(dǎo)體導(dǎo)帶底的電子逸出體外所需的最小能量叫電子親和能 d）復(fù)合中心指的是促進(jìn)復(fù)合過(guò)程的雜質(zhì)和缺陷6. 關(guān)于P型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)的敘述（ ）是正確的 a）

19、由溫度和受主濃度決定 b）當(dāng)溫度一定時(shí)，受主濃度越高，與的差就越小 c）當(dāng)受主濃度一定時(shí)，溫度越高，與的差就越小 d）用適當(dāng)波長(zhǎng)的光均勻照射半導(dǎo)體時(shí)，與的差變大7. 關(guān)于PN結(jié)擊穿的敘述（ ）是正確的 a）雪崩擊穿的擊穿電壓比隧道擊穿的擊穿電壓高 b）輕摻雜的PN結(jié)易發(fā)生雪崩擊穿 c）重?fù)诫s的PN結(jié)易發(fā)生隧道擊穿 d）P-i-N結(jié)的擊穿電壓要比一般PN結(jié)的擊穿電壓高8. 下列敘述中（ ）是正確的 a）PN結(jié)的接觸電勢(shì)差隨溫度升高要減小 b）PN結(jié)的接觸電勢(shì)差 c）零偏壓時(shí)的硅PN結(jié)微分電阻要比鍺PN結(jié)的微分電阻大 d）在相同的正向電壓情況下，鍺PN結(jié)的微分電阻要比硅PN結(jié)的小 e）在相同的正向

20、電流情況下，鍺PN結(jié)的微分電阻要比硅PN結(jié)的大三、填空題（共15分，每題3分）1. 在公式中，是載流子的_，是載流子的_。2. N型硅摻砷后，費(fèi)米能級(jí)向_移動(dòng)，在室溫下進(jìn)一步升高溫度，費(fèi)米能級(jí)向_移動(dòng)。3. 在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫出硅和鍺二極管的伏安特性為_ _4. 一維情況下，描述非平衡態(tài)半導(dǎo)體中空穴運(yùn)動(dòng)規(guī)律的連續(xù)性方程為 寫出每一項(xiàng)的物理意義是： _ _ _ _ _ _5. MOS結(jié)構(gòu)的強(qiáng)反型條件是 _四、解釋或說(shuō)明下列各名詞（共15分，每小題5分）1. 有效質(zhì)量2. 本征激發(fā)3. 歐姆接觸和肖特基接觸五、 說(shuō)明以下幾種效應(yīng)及其物理機(jī)制，并分別寫出其可能的一種應(yīng)用（總分21分，每小題7分）1.

21、 湯姆遜效應(yīng)2. 霍爾效應(yīng)3. 耿氏效應(yīng)六、 計(jì)算題或證明題 （總分59分，共 5小題） 1、 （12分） 一塊足夠厚的P型硅樣品，室溫下電子遷移率，電子壽命，其表面處，穩(wěn)定注入的電子濃度。計(jì)算： 在距表面多遠(yuǎn)處？由表面擴(kuò)散到該處的非平衡少子的電流密度為（表面復(fù)合不計(jì)）。2、 （12分） 一硅結(jié)，結(jié)兩邊的摻雜濃度為，結(jié)面積，空穴壽命，空穴擴(kuò)散系數(shù)。室溫下計(jì)算： 加正偏壓時(shí)，流過(guò)的電流。3、 （12分） 已知本征鍺的電導(dǎo)率在310K是為，在273K時(shí)為。一個(gè)N型鍺樣品，在這兩個(gè)溫度時(shí)，施主濃度為。試計(jì)算： 在上述兩個(gè)溫度時(shí)摻雜鍺的電導(dǎo)率。（設(shè)，）4、 （13分） 設(shè)一均勻的N型硅樣品，在右半部用

22、一穩(wěn)定的光照射，如圖所示。均勻產(chǎn)生電子空穴對(duì)，產(chǎn)生率為g。若樣品足夠長(zhǎng)，求穩(wěn)態(tài)時(shí)： 1） 樣品兩邊的空穴濃度分布的表達(dá)式2） 畫出隨的分布示意圖。 5. （10分） 證明愛(ài)因斯坦關(guān)系式：微電子學(xué)與固體電子學(xué)2008年研究生入學(xué)復(fù)試題姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)：得分：1. 矩形波導(dǎo)內(nèi)的TM模的最低模是。2. 兩種導(dǎo)電媒質(zhì)的電導(dǎo)率和電容率分別是，。在分界面上沒(méi)有自由電荷的條件是。3. 位移電流的定義是。4. 在CPU中，對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間控制的部件是。5. 程序計(jì)數(shù)器PC用于存放。6. 某存儲(chǔ)器有4096個(gè)單元，若采用單譯碼方式，則地址譯碼器有條譯碼線；若采用雙譯碼方式，則地址譯碼器有條譯碼線。7. n個(gè)變

23、量的任意兩個(gè)不同最大項(xiàng)之和為。8. JK觸發(fā)器的特性方程為。狀態(tài)圖為。9. 扭環(huán)計(jì)數(shù)器的特點(diǎn)是不產(chǎn)生 現(xiàn)象。K個(gè)觸發(fā)器可組成模為的計(jì)數(shù)器，無(wú)效狀態(tài)數(shù)為 10. 一個(gè)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)滿足，。11. 已知象函數(shù)，則原函數(shù)的初值為。12. 設(shè)語(yǔ)音信號(hào)的最高頻率為4000Hz，則奈奎斯特抽樣周期為s。13. 周期性方波的帶寬和持續(xù)時(shí)間滿足關(guān)系式為:。14. 當(dāng)滿足條件時(shí)，二極管可以用一個(gè)電阻來(lái)等效。15. 要穩(wěn)定放大器的輸出電壓，降低輸出電阻，增大輸入電阻，則應(yīng)引入 反饋。16. 集成運(yùn)算放大器的輸出輸入間接有反饋元件，若是正反饋，它工作在，若是負(fù)反饋,他工作在。17. 降低集電區(qū)電阻率，則集電結(jié)的擊穿

24、電壓要。18. 若減薄基區(qū)寬度，則基區(qū)電阻要。19. PMOSFET與NMOSFET相比，容易發(fā)生閂鎖效應(yīng)的是。20. MESFET，MOSFET，JFET三種FET中，和工作原理相同。21. 單管禁止門的邏輯符號(hào)是。22. CMOS反相器的動(dòng)態(tài)功耗由和功耗組成。23. 模擬集成電路對(duì)輸出級(jí)的要求主要有：（1）；（2）；（3）；（4）。24. 集成電路版圖設(shè)計(jì)中的“布局”的含義是 25. 畫出實(shí)現(xiàn)功能的CMOS電路。26. 畫出制造NMOSFET工藝流程圖,并標(biāo)明每步工藝的名稱（用示意圖表示）。半導(dǎo)體器件物理博士生入學(xué)試題一 說(shuō)明或解釋下列概念1. 深耗盡2. 暖電子3. 半導(dǎo)體中的速度過(guò)沖效

25、應(yīng)4. 相干晶體管5. 金屬場(chǎng)致發(fā)射與半導(dǎo)體場(chǎng)致發(fā)射二 完成下列問(wèn)題1. 畫出隧道二極管的電流電壓特性關(guān)系圖2. 輔以能帶圖詳細(xì)解釋他的付電關(guān)系3. 如何制造隧道2級(jí)管4. 指出他的一種可能應(yīng)用三 設(shè)計(jì)題1. 設(shè)計(jì)一個(gè)變?nèi)荻?jí)管，主要參數(shù)為結(jié)電容：C=A/()要求1：求出其雜質(zhì)分布關(guān)系式2：畫出其截圖四 用不同的頻率測(cè)量理志p型或?qū)wmos結(jié)構(gòu)的電壓特性，其特性曲線也不同，完成下列問(wèn)題1. 在同一個(gè)坐標(biāo)中畫出低頻電容-電壓曲線高頻電容-電壓曲線深耗層時(shí)電容-電壓曲線2. 盡可能詳細(xì)解釋你的結(jié)果五 討論題1. 比較長(zhǎng)溝道m(xù)oseft的短溝道m(xù)oseft的性能2. 為什么會(huì)提出按比例縮小的mose

26、ft?3. moseft尺寸的縮小會(huì)受哪些因素的限制?哪些物理效應(yīng)必須可以考慮？4. 設(shè)計(jì)一種可以保持moseft特性的moseft器件結(jié)構(gòu)。（說(shuō)明你的理由）半導(dǎo)體器件物理博士生入學(xué)試題一說(shuō)明或解釋下列概念1 深耗盡2熱電子與暖電子3半導(dǎo)體中的速度過(guò)沖效應(yīng)4相干晶體管5金屬場(chǎng)致發(fā)射、半導(dǎo)體場(chǎng)致發(fā)射與內(nèi)場(chǎng)致發(fā)射二完成下列問(wèn)題1 畫出隧道二極管的電流電壓特性關(guān)系圖2詳細(xì)解釋隧道二極管的電流電壓特性（輔以能帶圖加以說(shuō)明）3如何制造隧道二極管？4指出他的一種可能應(yīng)用三 討論題用不同的頻率測(cè)量理想p型半導(dǎo)體MOS結(jié)構(gòu)的電容電壓特性，其特性曲線也不同，完成下列問(wèn)題：1. 在同一個(gè)坐標(biāo)中畫出：·低

27、頻電容電壓曲線·高頻電容電壓曲線·深耗盡狀態(tài)時(shí)電容電壓曲線2盡可能詳細(xì)解釋你的結(jié)果 3如果是非理想MOS結(jié)構(gòu)，電容電壓特性將如何變化？四討論題1比較長(zhǎng)溝道MOSFET與短溝道MOSFET的性能2為什么會(huì)提出按比例縮小的MOSFET?3 MOSFET尺寸的縮小會(huì)受哪些因素的限制?哪些物理效應(yīng)必須要加以考慮？4 設(shè)計(jì)一種可以保持長(zhǎng)MOSFET特性的短溝道MOSFET器件結(jié)構(gòu)。說(shuō)明你的理由）五設(shè)計(jì)題設(shè)計(jì)一個(gè)變?nèi)荻O管主要參數(shù)為結(jié)電容： 要求：1求出其雜質(zhì)分布關(guān)系式2畫出其管芯截面圖 3. 指出他的一種可能應(yīng)用博士生入學(xué)面試題1. 版圖設(shè)計(jì)中提高可靠性的措施有哪些？2. 數(shù)字集成電

28、路設(shè)計(jì)的流程是什么？3. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。4. 電路設(shè)計(jì)中提高可靠性的措施有哪些？5. 請(qǐng)解釋以下名詞：SRAM, SDRAM, IRQ, BIOS, VHDL。6. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。7. 模擬集成電路設(shè)計(jì)有哪些考慮因素？8. 簡(jiǎn)述鎖存器（latch）和觸發(fā)器（flip-flop）的區(qū)別。9. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。10. 負(fù)反饋的種類有哪些？11. 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬的優(yōu)缺點(diǎn)？12. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、

29、打算及有何要求。13. 模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程是什么？14. MOS集成電路比BJT有什么優(yōu)點(diǎn)？15. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。16. 模擬集成電路的版圖設(shè)計(jì)和數(shù)字集成電路的版圖設(shè)計(jì)考慮是否相同？17. 模擬集成電路設(shè)計(jì)有哪些考慮因素？18. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。19. 降低集成電路功耗的措施有哪些？20. 用波形表示D觸發(fā)器的功能。21. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。22. 全定制集成電路設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？23. 為什么一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)反相器中P管的寬長(zhǎng)比要比N

30、管的寬長(zhǎng)比長(zhǎng)？24. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。25. 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)CMOS反相器，要求相同的上升和下降時(shí)間。請(qǐng)給出PMOS和NMOS管的寬度，并解釋。26. 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則是根據(jù)什么制定出來(lái)的？27. 如果你被錄取，談?wù)勀悴┦空撐墓ぷ髌陂g的研究計(jì)劃、設(shè)想、打算及有何要求。 答卷須知試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效。2009年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題科目代碼：080903 科目名稱：半導(dǎo)體物理學(xué) （A 卷） 一、單項(xiàng)選擇題（總分16分，每小題2分）1.設(shè)半導(dǎo)體能帶位于處，則下列敘述（ ）正確 a）能帶底的電子有效質(zhì)量為正b）能帶

31、底的電子有效質(zhì)量為負(fù)c）能帶底的電子有效質(zhì)量為負(fù)d）能帶底附近電子的速度為負(fù) 2. 在室溫時(shí)，在本征半導(dǎo)體的兩端外加電壓,則（ ） a）價(jià)帶中的電子不參與導(dǎo)電 b）價(jià)帶中的電子參與導(dǎo)電 c）基本能級(jí)位于禁帶中央的下方d）基本能級(jí)位于禁帶中央的上方3. 在制造半導(dǎo)體高速開關(guān)器件時(shí)，認(rèn)為地?fù)饺虢?，其目的是?） a）減少關(guān)斷時(shí)間b）增加電流放大倍數(shù) c）提高擊穿電壓d）增加少子壽命4. 關(guān)于載流子濃度,對(duì)同一材料，在一定溫度時(shí)，正確的說(shuō)法是（ ） a）僅適用于本征半導(dǎo)體b）僅適用于p型半導(dǎo)體 c）僅適用于n型半導(dǎo)體 d）以上三種情況都適用5. 由（ ）散射決定的遷移率正比于 a）電離雜質(zhì)b）聲子波

32、 c）光子波d）電子間的6. 關(guān)于半導(dǎo)體中非平衡載流子的壽命，下列敘述不正確的是a）壽命與材料類型有關(guān)b）壽命與材料的表面狀態(tài)有關(guān)c）壽命與材料的純度有關(guān)d）壽命與材料的晶格完整性有關(guān)7. 若pn結(jié)空間電荷區(qū)中不存在復(fù)合電流，則pn結(jié)一定在（ ）工作狀態(tài)a）反向b）正向c）擊穿d）零偏壓8. 在同樣的條件下，硅二極管的反向飽和電流要比鍺二極管的要（ ）a）大B）小c）相等D）無(wú)法判斷二、多項(xiàng)選擇題（總分24分，每小題3分）1. 關(guān)于霍耳效應(yīng)，下列敘述正確的是a）n型半導(dǎo)體的霍耳系數(shù)總是負(fù)值。b）p型半導(dǎo)體的霍耳系數(shù)可以是正值，零或負(fù)值。c）利用霍耳效應(yīng)可以判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型d）霍耳電壓與樣品

33、形狀有關(guān)。 a）空穴濃度等于價(jià)帶中空狀態(tài)濃度 b）空穴所帶的正電荷等于電子電荷 c）空穴的能量等于原空狀態(tài)內(nèi)電子的能量的負(fù)值 d）空穴的波矢與原空狀態(tài)內(nèi)電子的波矢相同2. 下列（ ）不屬于熱電效應(yīng)a）塞貝克效應(yīng)b）帕耳帖效應(yīng)c）湯姆遜效應(yīng)d）帕斯托效應(yīng)3. 半導(dǎo)體pn結(jié)激光的發(fā)射，必須滿足的條件是（ ）a）形成粒子數(shù)分布反轉(zhuǎn)b）共振腔c）至少達(dá)到閾值的電流密度d）pn結(jié)必須處于反向工作狀態(tài)4. 若，則正確的是a）金屬與n型半導(dǎo)體接觸形成阻擋層b）金屬與p型半導(dǎo)體接觸形成反阻擋層c）金屬與n型半導(dǎo)體提接觸形成反阻擋層d）金屬與p型半導(dǎo)體接觸形成阻擋層5. 下列結(jié)構(gòu)中，（ ）可以實(shí)現(xiàn)歐姆接觸a）金

34、屬-n+-nb）金屬-p+-pc）金屬-p-p+d）金屬-n-n+6. 下列關(guān)于p+n結(jié)的敘述中，（ ）是正確的a）p+n結(jié)的結(jié)電容要比相同條件的pn結(jié)結(jié)電容大b）流過(guò)p+n結(jié)的正向電流中無(wú)產(chǎn)生電流成分c）p+n結(jié)的開關(guān)速度要比一般pn結(jié)的開關(guān)速度快d）p+n結(jié)的反向擊穿電壓要比一般pn結(jié)的低7. 對(duì)于硅pn結(jié)的擊穿電壓，敘述正確的是（ ）a）擊穿電壓>6.7V時(shí)，為雪崩擊穿b）擊穿電壓<4.5V時(shí)，為隧道擊穿c）隧道擊穿電壓的溫度系數(shù)為正值d）雪崩擊穿電壓的溫度系數(shù)為負(fù)值8. 在理想MIS結(jié)構(gòu)中，下列結(jié)論（ ）正確a）平帶電壓為零b）c）無(wú)外加電壓時(shí)，半導(dǎo)體表面勢(shì)為零d）無(wú)外加電

35、壓時(shí)，半導(dǎo)體表面無(wú)反型層也無(wú)耗盡層三、填空題（共15分，每題3分）1. 在晶體中電子所遵守的一維薛定諤方程為，滿足此方程的布洛赫函數(shù)為。2. 硅摻磷后，費(fèi)米能級(jí)向移動(dòng)，在室溫下進(jìn)一步提高溫度，費(fèi)米能級(jí)向移動(dòng)。3. 畫出硅的電阻率隨溫度的變化關(guān)系示意圖。4.寫出p型半導(dǎo)體構(gòu)成的理想MIS結(jié)構(gòu)形成下列狀態(tài)所滿足的條件： 多子堆積_ 多姿耗盡_ 反型_5. 暖電子通常指的是它的溫度 晶格溫度。而熱電子指的是電子的溫度 晶格溫度。四、解釋或說(shuō)明下列各名詞（共15分，每小題5分）1. 空穴2. 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)3. pn結(jié)的雪崩擊穿五、 說(shuō)明以下幾種效應(yīng)及其物理機(jī)制，并分別寫出其可能的一種應(yīng)用（總分21分，每

36、小題7分）1. 霍耳效應(yīng)2. 半導(dǎo)體的光聲伏特效應(yīng)3. pn結(jié)的電容效應(yīng)六、 計(jì)算題或證明題 （總分59分，共 5小題1、 （12分） 計(jì)算硅p+n+結(jié)在時(shí)的最大接觸電勢(shì)差。2、 （12分） 設(shè)硅p+n結(jié)的p區(qū)電阻率為0.01，n區(qū)電阻率為10，電子遷移率為100，空穴遷移率為300。求：（1）接觸電勢(shì)差 （2）勢(shì)壘高度 （3）勢(shì)壘寬度3、 （12分） 側(cè)得某p+n結(jié)的勢(shì)壘電容和反向電壓間關(guān)系如下表所示：00.511.522.532017.315.614.313.312.411.6設(shè)pn結(jié)面積=，計(jì)算（1）p+n結(jié)的接觸電勢(shì)差（2）求4、 （13分） 完成下列問(wèn)題（1）畫出柵控二極管的結(jié)構(gòu)示意

37、圖（2）分析表面電場(chǎng)對(duì)pn結(jié)的反向電流的影響（3）分析表面電場(chǎng)對(duì)pn結(jié)擊穿特性的影響（4）為穩(wěn)定半導(dǎo)體表面的性質(zhì)，可以采用哪些措施5、 （10分）證明pn結(jié)反向電流可以表示為：式中， 和分別為n型和p型半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，為本征半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。 答卷須知試題答案必須書寫在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效。2009年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題科目代碼： 822 科目名稱： 半導(dǎo)體物理學(xué) （B卷） 一、單項(xiàng)選擇題（總分16分，每小題2分）1.設(shè)半導(dǎo)體能帶位于處，則下列敘述（ ）正確 a）能帶頂?shù)碾娮佑行з|(zhì)量為正b）能帶底的電子有效質(zhì)量為負(fù)c）能帶頂附近的電子速度為負(fù)d）能帶底附近的電子速度為正

38、2. 在制造半導(dǎo)體高速開關(guān)器件時(shí)，人為地?fù)饺虢穑淠康氖牵?） a）減小開啟時(shí)間b）增大少子擴(kuò)散長(zhǎng)度 c）減小少子壽命d）增大電壓放大倍數(shù)3. 通常把服從（ ）的電子系統(tǒng)稱為簡(jiǎn)并系統(tǒng)。 a）波爾茲曼統(tǒng)計(jì)率 b）費(fèi)米統(tǒng)計(jì)率 c）熱平衡d）非平衡4. 由（ ）散射決定的遷移率正比于 a）聲學(xué)波b）光學(xué)波 c）電離雜質(zhì)d）電子間5. 純半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度升高而（ ） a）單調(diào)下降b）單調(diào)上升 c）先下降后上升 d）先上升后下降6. 同一種半導(dǎo)體材料，在不同的條件下，載流子的壽命（ ）a）相同b）不相同c）與材料純度無(wú)關(guān)d）與材料的能帶結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)7. 若pn結(jié)空間電荷區(qū)中存在產(chǎn)生電流，則pn結(jié)一定

39、在（ ）工作狀態(tài)a）正向b）熱平衡c）反向d）零偏壓8. 不屬于熱磁電效應(yīng)的是（ ）效應(yīng)a）磁阻b）能斯托c）里紀(jì)-斯杜克d）壓阻二、多項(xiàng)選擇題（總分24分，每小題3分）1. 非直接躍遷過(guò)程是（ ）參與的過(guò)程a）電子與光子b）光子與聲子c）電子與聲子d）電子、聲子與光子2. 下列（ ）可以用來(lái)判斷半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型a）熱探針?lè)˙）霍耳效應(yīng)c）帕耳帖效應(yīng)d）光電效應(yīng)3. 關(guān)于半導(dǎo)體中非平衡載流子的壽命，下列說(shuō)法（ ）是正確的a）壽命與材料的類型有關(guān)b）壽命與材料的表面狀態(tài)有關(guān)c）壽命與材料的純度有關(guān)d）壽命與材料的晶格缺陷有關(guān)4. 關(guān)于p+n結(jié)的敘述中，（ ）是正確的a）流過(guò)p+n結(jié)的反向電流成分

40、中，空穴電流占優(yōu)勢(shì)b）p+n結(jié)的勢(shì)壘電容要比一般pn結(jié)的高c）p+n結(jié)的正向電流成分中沒(méi)有產(chǎn)生電流d）p+n結(jié)的擊穿電壓要比p+n+結(jié)的高5. 半導(dǎo)體材料中載流子的遷移率由下列（ ）因素決定a）電離雜質(zhì)的數(shù)量b）工作溫度c）晶體的純度d）晶格的缺陷6. 下列說(shuō)法正確的是（ ） a）受激電子與空穴互相約束而結(jié)合在一起的整體叫激子b）晶格振動(dòng)的能量子稱為聲子 c）擴(kuò)散長(zhǎng)度是非平衡載流子在復(fù)合前所能擴(kuò)散深入樣品的平均距離d）牽引長(zhǎng)度是電場(chǎng)作用下的非平衡載流子在壽命時(shí)間內(nèi)所遷移的距離 7. 下列結(jié)構(gòu)中不能實(shí)現(xiàn)歐姆接觸的是（ ）a）金屬-n+-nb）金屬-p+-pc）p-p+-金屬d）金屬-n-n+8.

41、 在理想MIS結(jié)構(gòu)中，下列說(shuō)法正確的是（ ）a）金屬與半導(dǎo)體間功函數(shù)差為零b）絕緣層中無(wú)電荷c）平帶電壓為零d）無(wú)外加電壓時(shí)，表面勢(shì)為零三、填空題（共15分，每題3分）1. 熱平衡時(shí)，半導(dǎo)體中的多子與少子滿足的關(guān)系式為： 。2. 寫出一維薛定諤方程為：及滿足此方程解的布洛赫函數(shù)為;。3. 在同一坐標(biāo)中畫出硅二極管和肖特基二極管的伏安特性。4.MIS結(jié)構(gòu)中，費(fèi)米勢(shì)的定義為：；n型半導(dǎo)體的費(fèi)米勢(shì)表達(dá)式為：。5.寫出費(fèi)米分布函數(shù)的表達(dá)式。當(dāng)時(shí)： 若，則；若, 則；若, 則。四、解釋或說(shuō)明下列各名詞（共15分，每小題5分）1. 簡(jiǎn)并半導(dǎo)體2. 整流接觸與歐姆接觸3. 載流子的復(fù)合與產(chǎn)生五、 說(shuō)明以下幾

42、種效應(yīng)及其物理機(jī)制，并分別寫出其可能的一種應(yīng)用（總分21分，每小題7分）1. 霍耳效應(yīng)2. 載流子的雪崩倍增效應(yīng)3. 光電效應(yīng)六、 計(jì)算題或證明題 （總分59分，共 5小題） 1、 （12分） 計(jì)算本征硅在室溫時(shí)的電阻率。（已知電子和空穴的遷移率分別為1350和500）。當(dāng)摻入百萬(wàn)分之一的磷后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，計(jì)算其中電導(dǎo)率比本征硅的電導(dǎo)率增加了多少倍？。2、（12分） 有一硅p+n結(jié)，p區(qū)摻雜濃度是n區(qū)摻雜濃度的1000倍，而n區(qū)雜質(zhì)含量為百萬(wàn)分之一，在室溫時(shí)：計(jì)算：（1）接觸電勢(shì)差 （2）勢(shì)壘高度 （3）勢(shì)壘寬度3、（12分）利用微分電容-電壓法可以測(cè)量單邊突變結(jié)的接觸電勢(shì)差和低摻雜一邊的雜質(zhì)濃度。請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明或用公式表述測(cè)量的依據(jù)。4、（13分）在小注入時(shí)，就pn結(jié)正向和反向工作兩種情況，分析圖中載流子在五個(gè)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)情況及漂移和擴(kuò)散的方向及相對(duì)大小。+-勢(shì)壘區(qū)擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散區(qū)中性區(qū)中性區(qū)5、 （10分）證明：在熱平