半導體復習題帶答案

1、半導體物理復習題一、選擇題1. 硅晶體結(jié)構(gòu)是金剛石結(jié)構(gòu)，每個晶胞中含原子個數(shù)為（ D ）P1A. 1 B. 2 C. 4 D. 82關于本征半導體，下列說法中錯誤的是（ C ）P65A. 本征半導體的費米能級EF=Ei基本位于禁帶中線處 B. 本征半導體不含有任何雜質(zhì)和缺陷C. 本征半導體的費米能級與溫度無關，只決定于材料本身 D. 本征半導體的電中性條件是qn0=qp03非平衡載流子的復合率定義為單位時間單位體積凈復合消失的電子-空穴對數(shù)。下面表達式中不等于復合率的是（ D ）P130A. B. C. D. 4下面pn結(jié)中不屬于突變結(jié)的是（ D ）P158、159 A.合金結(jié) B.高表面濃度

2、的淺擴散p+n結(jié) C.高表面濃度的淺擴散n+p結(jié) D. 低表面濃度的深擴散結(jié)5.關于pn結(jié)，下列說法中不正確的是（ C ）P158、160A. pn結(jié)是結(jié)型半導體器件的心臟。B. pn結(jié)空間電荷區(qū)中的內(nèi)建電場起著阻礙電子和空穴繼續(xù)擴散的作用。C.平衡時，pn結(jié)空間電荷區(qū)中正電荷區(qū)和負電荷區(qū)的寬度一定相等。D.所謂平衡pn結(jié)指的是熱平衡狀態(tài)下的pn結(jié)。6. 對于小注入下的N型半導體材料，下列說法中不正確的是（ B ）P128A. B. C. D. 7.關于空穴，下列說法不正確的是（ C ）P15A. 空穴帶正電荷 B空穴具有正的有效質(zhì)量C空穴同電子一樣都是物質(zhì)世界中的實物粒子D半導體中電子空穴共

3、同參與導電8. 關于公式，下列說法正確的是（ D ）P66、67A.此公式僅適用于本征半導體材料 B. 此公式僅適用于雜質(zhì)半導體材料C. 此公式不僅適用于本征半導體材料，也適用于雜質(zhì)半導體材料D.對于非簡并條件下的所有半導體材料，此公式都適用9. 對于突變結(jié)中勢壘區(qū)寬度，下面說法中錯誤的是（C ）P177A. p+n結(jié)中 B. n+p結(jié)中C. 與勢壘區(qū)上總電壓成正比D. 與勢壘區(qū)上總電壓的平方根成正比10. 關于有效質(zhì)量，下面說法錯誤的是（D ）P13、14A. 有效質(zhì)量概括了半導體內(nèi)部勢場的作用 B. 原子中內(nèi)層電子的有效質(zhì)量大，外層電子的有效質(zhì)量小C. 有效質(zhì)量可正可負 D. 電子有效質(zhì)量

4、就是電子的慣性質(zhì)量。二、填空題1. N型半導體中多子為_ 電子_，少子為_空穴_；P型半導體中多子為_空穴_，少子為_電子_。表示_ _P區(qū)電子_的濃度；表示_N區(qū)空穴_的濃度。 P1632若單位體積中有個電子，個空穴，電離施主濃度為，電離受主濃度為，則電中性條件為_p+=n+_。 P783T>0K時，電子占據(jù)費米能級的概率是_1/2_。P614.pn結(jié)空間電荷區(qū)中內(nèi)建電場的方向是由_N_區(qū)指向_P_區(qū)；在耗盡近似下，空間電荷密度等于_ 電離雜質(zhì)的濃度_。 P160、1635. pn結(jié)加正向偏壓V時勢壘高度由變成_q(VDV)_；pn結(jié)加反向偏壓V時勢壘高度由變成_ q(VD+V)_。

5、P164、1656. 理想pn結(jié)的電流電壓方程又稱為_肖克萊方程式_，其中-叫做_反向飽和電流密度_；在國際單位制下，的單位是_A/m2_。由此方程可知，pn結(jié)的最主要特性是具有_單向?qū)щ娦訽或_整流效應·_。7. 狀態(tài)密度就是每單位能量間隔內(nèi)的_量子態(tài)數(shù)_。計算狀態(tài)密度時，我們近似認為能帶中的能級作是_連續(xù)_分布的。8. 半導體材料最常見的三種晶體結(jié)構(gòu)分別是_金剛石型結(jié)構(gòu)_、_閃鋅礦型結(jié)構(gòu)_和_纖鋅礦型結(jié)構(gòu)_。比如，硅是_金剛石型結(jié)構(gòu)_結(jié)構(gòu)，砷化鎵是_閃鋅礦型結(jié)構(gòu)_結(jié)構(gòu)。 P139氫原子電離能，則類氫雜質(zhì)電離能為_。P4110. 穩(wěn)壓二極管應用的是PN結(jié)的_特性，整流二極管應用的是

6、PN結(jié)的_特性。三、簡答題1. “半導體照明工程”的目標是使LED成為照明光源。這個工程目前的主要任務是尋找或合成便宜、環(huán)保、波長合適、發(fā)光效率高的半導體材料。試就這一話題回答下列問題：（1）什么是LED？ （2）已知的最便宜的半導體材料是什么？2. pn結(jié)熱平衡時勢壘高度的大小與中性P區(qū)和N區(qū)的費米能級的關系是什么？平衡pn結(jié)能帶最主要的兩個性質(zhì)是什么？ 答案： （期末考試樣題3 ） 3. 圖1是隧道結(jié)的平衡示意圖，試根據(jù)此圖回答下列問題：（1）隧道結(jié)對結(jié)兩邊半導體摻雜的要求是什么？（2）如圖1所示狀態(tài)時隧道結(jié)有無隧道電流？（3）隧道結(jié)電流電壓曲線的主要特性是什么？P186圖14. 圖2是-

7、和-族半導體材料的能隙示意圖，試根據(jù)此圖回答下列問題：（1）藍光的光子能量大約在2.76eV，圖2中那種材料最適合作為藍光的發(fā)光材料？（2）發(fā)光材料需要滿足二個條件，第一，發(fā)光波長在所需要的范圍；第二，發(fā)光效率高。這兩個要求分別決定于半導體的那兩個性質(zhì)？ （3）圖中半導體材料哪些是-，那些是-族？各列舉三個。圖25. 圖3是硅導帶電子濃度與溫度的關系曲線。請指出強電離區(qū)、高溫本征激發(fā)區(qū)的位置（即溫度范圍，用a、b、c表示）。一般而言，實際器件工作在那個區(qū)域？ 圖3P74答：b是強電離區(qū)，c是高溫本征激發(fā)區(qū)；一般工作在b區(qū)強電離區(qū)6. 圖4是非平衡N型半導體準費米能級偏離平衡費米能級的示意圖。其

8、中A、E分別表示導帶底和價帶頂。問B、C、D哪個表示平衡費米能級？哪個表示電子的準費米能級？哪個表示空穴的準費米能級？P76答：C表示平衡費米能級 B表示電子的準費米能級 D 表示電子的準費米能級 7.圖5中C是空穴電流方向，問A、B、D中哪個是電子漂移方向？哪個是電子電流方向？哪個是空穴漂移方向？圖5P95答：A是電子漂移方向B是電子電流方向D是空穴漂移方向8PN結(jié)上的電容包括勢壘電容和擴散電容兩部分。請問PN結(jié)上的勢壘電容和擴散電容是并聯(lián)還是串聯(lián)？ 若記總電容為Cj，勢壘電容和擴散電容分別為T和，請寫出Cj與T和的關系式。四、計算題1 Si晶格常數(shù)為a，其原子半徑近似為。求：晶胞中所有Si原子占據(jù)晶胞的百分比。 P382 N型硅,室溫下光穩(wěn)定照射后獲得非平衡載流子濃度。 突然撤掉光照,經(jīng)過20微秒后，非平衡空穴濃度變?yōu)?，求硅材料的壽命。P156 第4題類似3摻有1.1×1016 cm-3硼原子和9×1015 cm-