半導(dǎo)體物理習(xí)題及答案

1、1 1. (P32)設(shè)晶格常數(shù)為a的一維晶格，導(dǎo)帶極小值附近能量Ec (k)和價(jià)帶極大值附近能量Ev (k)分別為：Ec(k尸色3和日的二3momoh2k23h2k26momomo為電子慣性質(zhì)量，ki= 1/2a; a=。試求:禁帶寬度；導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量；價(jià)帶頂電子有效質(zhì)量；價(jià)帶頂電子躍遷到導(dǎo)帶底時(shí)準(zhǔn)動(dòng)量的變化。解禁帶寬度Eg22 z根據(jù)dEC(k) = 2hJk + 2h (k kl) =0；可求出對(duì)應(yīng)導(dǎo)帶能量極小值Emin的k值:dk3m0m0h 2由題中 EC式可得：Emin= Ec(K)|k=k min= / ；4mo由題中Ev式可看出，對(duì)應(yīng)價(jià)帶能量極大值Emax的k值為：kmax=

2、 0；并且 Emin= Ev(k)|k=k_ h2kl2 . ._ h2k12max= ； Eg= Emin- Emax=6m012m0h248m0a227 2(6.62 10 )248 9.1 10 28 (3.14 10 8)2=0.64eV1.6 10 11導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量md2EC 2h2 2h2 8h2;,d2EC 3；m=h /m0dk2 3m0m03m0dk 8價(jià)帶頂電子有效質(zhì)量md2Ev6h2 u2,d2Ev1-，mn h /mOdk2mdk26準(zhǔn)動(dòng)量的改變量3h k= h( kmin-kma)= - hk13h8a1 2. (P33)晶格常數(shù)為nm的一維晶格，當(dāng)外加 電子自

3、能帶底運(yùn)動(dòng)到能帶頂所需的時(shí)間。102V/m, 107V/m的電場(chǎng)時(shí)，試分別計(jì)算解設(shè)電場(chǎng)弓雖度為E, F=h#=qE (取絕對(duì)值)dt. .出=dkqE-t= dt =0_-346.62 102 1.6 10 19 2.5 10 10 E68.3 10.、(s)E當(dāng) E=102v/m 時(shí)，t=8.3X 10 8 (s);E=107V/m 時(shí)，t=8.3X10 13 (s)。 TOC o 1-5 h z 1 ,，)代入數(shù)據(jù)得:石hh 12adk=0 qE qE 2a314. (P82)計(jì)算含有施主雜質(zhì)濃度Nd = 9X 1015cm-3及受主雜質(zhì)濃度為乂1016cm-3的硅在300k時(shí)的電子和空穴

4、濃度以及費(fèi)米能級(jí)的位置。解對(duì)于硅材料：Nd=9X 1015cm-3;Na X 1016cm-3； T = 300k 時(shí) niX 1010cm-3P0NaNd 2 10153cmn。P0(1.5 1010)20.2 10163 cm1.1255310 cm P0 NaNd 且 PoNvexp(EVEF).Na NdNvexX巨koT空)EF EvNa Nd0.2 1016k0Tln A D Ev 0.026ln1y (eV) Ev 0.224eVNv1.1 103-18. (P82,求室溫下雜質(zhì)一半電離時(shí)費(fèi)米能級(jí)的位置和磷的濃度。解n型硅，ED = 0.044eV,依題意得：n nD 0.5Nd

5、Nd1 2exp(Ed EF)kT0.5Nd- 1 2exp(EdkoTEF)exp(Ed EF )kTEdEfkT In -2koT ln 2EdEcEcEFkT ln 2EdEcEd 0.044一 EfEck0T ln 2 0.044 EFEck0T ln 2 0.044 0.062eVNd 2Nc exo(Ec EF-F)2 2.8kT19,10 exp(0.062183)5.16 10 (cm )0.02642. (P113)試計(jì)算本征 Si在室溫時(shí)的電導(dǎo)率，設(shè)電子和空穴遷移率分別為1350cm2/V - S和500cm2/V S。當(dāng)摻入百萬(wàn)分之一的 As后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試計(jì)算其電

6、導(dǎo)率。比本征 Si的電導(dǎo)率增大了多少倍？解T=300K,科 n= 1350cm2/V - S,科 p=500 cm2/V - Sniq( n p) 1.5 1010 1.602 10 19 (1350 500) 4.45 10 6s/cm摻入 As 濃度為 Nd x 1022 X 10-6 X 1016cm-3雜質(zhì)全部電離，Ndni2,查P89頁(yè)，圖414可查此時(shí)科n= 900cm2/V - S2 nq n 5 1016 1.6 10 19 900=7.2S/cm7.24.45 10 61.62 106畢4-13. (P114X1016 cm-3硼原子和9X1015 cm-3磷原子的Si樣品，

7、試計(jì)算室溫時(shí)多數(shù)載流子 和少數(shù)載流子濃度及樣品的電阻率。解Na X 1016 cm-3, Nd=9X1015 cm-3p0 Na Nd 2 1015cm 3n02 口Po1.5 10102 1015 一5=1.125 10 cm可查圖4-15得到7 cm(根據(jù)Na Nd 2 1016 cm 3 ,查圖414得 ，然后計(jì)算可得。)畢415. (P114)施主濃度分別為1013和1017cm-3的兩個(gè)Si樣品，設(shè)雜質(zhì)全部電離，分別計(jì)算: 室溫時(shí)的電導(dǎo)率。解n= 1013 cm-3, T= 300K,131931n1qn101.6 101350s/cm 2.16 10s/cmn2= 1017cm-3

8、 時(shí)，查圖可得n 800 cm1n1qn10131.6 1019 800s/cm 12.8s/cm5 5. (P144) n型硅中，摻雜濃度ND = 1016cm-3,光注入的非平衡載流子濃度A n= A p= 1014cm3。計(jì)算無(wú)光照和有光照時(shí)的電導(dǎo)率。解n-Si , Nd= 1016cm-3, A n= A p= 1014cm3,查表 4 14得至U：1200,400 無(wú)光照： nq n Npq n 1016 1.602 10 19 1200 1.92(S/cm)An=Ap1乂10*加一 故為p型半導(dǎo)體 二”即項(xiàng)二出1二死】=.5*1/都一，故為本征半導(dǎo)體.處1EFi。2試分別定性定量說(shuō)

9、明：在一定的溫度下，對(duì)本征材料而言，材料的禁帶寬度越窄，載流子濃度越高；對(duì)一定的材料，當(dāng)摻雜濃度一定時(shí)，溫度越高，載流子濃度越高。3X1010cm X1016cm xi016cm-3 的受主雜質(zhì)，這兩塊樣品的導(dǎo)電類型又將怎樣？4X106cm x1017cm-3 的Si材料，試求溫度分別為 300K和400K 時(shí)此材料的載流子濃度和費(fèi)米能級(jí)的相對(duì)位置。5試分別計(jì)算本征Si在77K、300K和500K下的載流子濃度。6X1016cm-3 ,試計(jì)算300K時(shí)的電子濃度和空穴濃度各為多少？7某摻施主雜質(zhì)的非簡(jiǎn)并Si樣品，試求EF= (EC+ED) /2時(shí)施主的 濃度。8半導(dǎo)體處于怎樣的狀態(tài)才能叫處于熱

10、平衡狀態(tài)？其物理意義如何。9什么叫統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)？費(fèi)米分布和玻耳茲曼分布的函數(shù)形式有何 區(qū)別？在怎樣的條件下前者可以過(guò)渡到后者？為什么半導(dǎo)體中載流子分布可以用玻耳茲曼分布描述？10說(shuō)明費(fèi)米能級(jí)的物理意義。根據(jù)費(fèi)米能級(jí)位置如何計(jì)算半導(dǎo)體中 電子和空穴濃度？如何理解費(fèi)米能級(jí)是摻雜類型和摻雜程度的標(biāo) 志？11證明，在Th 0時(shí)，為對(duì)費(fèi)米能級(jí)取什么樣的對(duì)稱形式？12在半導(dǎo)體計(jì)算中，經(jīng)常應(yīng)用亙一/以這個(gè)條件把電子從費(fèi)米能 級(jí)統(tǒng)計(jì)過(guò)渡到玻耳茲曼統(tǒng)計(jì)，試說(shuō)明這種過(guò)渡的物理意義。13寫(xiě)出半導(dǎo)體的電中性方程。此方程在半導(dǎo)體中有何重要意義？14若n型硅中摻入受主雜質(zhì)，費(fèi)米能級(jí)升高還是降低？若溫度升高當(dāng)本征激發(fā)起作用

11、時(shí)，費(fèi)米能級(jí)在什么位置？為什么？15如何理解分布函數(shù)與狀態(tài)密度的乘積再對(duì)能量積分即可求得電子 濃度？16為什么硅半導(dǎo)體器件比錯(cuò)器件的工作溫度高？17當(dāng)溫度一定時(shí)，雜質(zhì)半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)主要由什么因素決定？試 把強(qiáng)N、弱N型半導(dǎo)體與強(qiáng)P、弱P半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)與本征半導(dǎo) 體的費(fèi)米能級(jí)比較。18如果向半導(dǎo)體中重?fù)绞┲麟s質(zhì)，就你所知會(huì)出現(xiàn)一些什么效應(yīng)？第四章半導(dǎo)體的導(dǎo)電性例1.室溫下，本征錯(cuò)的電阻率為47 G萼班,試求本征載流子濃度。若 摻入鑲雜質(zhì)，使每1 “個(gè)錯(cuò)原子中有一個(gè)雜質(zhì)原子，計(jì)算室溫下電子 濃度和空穴濃度。設(shè)雜質(zhì)全部電離。錯(cuò)原子的濃度為 4 4泡0%二試2求該摻雜錯(cuò)材料的電阻率。設(shè)%二30由口

12、，且認(rèn)為不隨摻雜而 變化二2.5x1旌吟， 、一 =%式氏 +“/解：本征半導(dǎo)體的電阻率表達(dá)式為：二號(hào)=7*二 2.5x10bcj73-3煙火一修)47X1,6X10T12 -C3&00+1700)施主雜質(zhì)原子的濃度上一.，%=M, =4 4父1廿%掰4其電阻率& 叫 44x10 xl.6xl0-ls，x3600a = 4xlO-aQg7例2.在半導(dǎo)體錯(cuò)材料中摻入施主雜質(zhì)濃度 為二受主雜質(zhì)濃 度/二7xl0w設(shè)室溫下本征錯(cuò)材料的電阻率馬二60dB，假設(shè)電 子和空穴的遷移率分別為4二迎&=1308k卬否，若流過(guò) 樣品的電流密度為523而，求所加的電場(chǎng)強(qiáng)度。解：須先求出本征載流子濃度,5 二式/+

13、/) 60 xl.6xW13x(380041300)=1.86 xlOL3姐1二婷 聯(lián)立得：婷+以一%）/mo(必- %) J(Mi-叫T+4吊:_ 3Kl產(chǎn) 4.78X10132 - -2- 2 -二 3.39x1 請(qǐng).、/3.89xlO10故樣品的電導(dǎo)率：仃二式出耳+乃內(nèi)）=2 62xWa （坳）口 J 52%劃臼/ R3工h八j E- - -=1996 xlO 他4g/cm仃 2.62xW2/Q即:習(xí)題與思考題：1對(duì)于重?fù)诫s半導(dǎo)體和一般摻雜半導(dǎo)體，為何前者的遷移率隨溫度的變化趨勢(shì)不同？試加以定性分析。2何謂遷移率？影響遷移率的主要因素有哪些？3試定性分析Si的電阻率與溫度的變化關(guān)系。4證

14、明當(dāng)叩，且電子濃度% 運(yùn)出小，空穴濃度凡=肉柝五時(shí) 半導(dǎo)體的電導(dǎo)率有最小值，并推導(dǎo)）min的表達(dá)式。5 X10-9kg的Sb,設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求出此材料的電導(dǎo)率。（Si 單晶的密度為/cm3 , Sb的原子量為121.8 ）6試從經(jīng)典物理和量子理論分別說(shuō)明散射的物理意義。7比較并區(qū)別下述物理概念：電導(dǎo)遷移率、霍耳遷移率和漂移遷移率。8什么是聲子？它對(duì)半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)起什么作用？9強(qiáng)電場(chǎng)作用下，遷移率的數(shù)值與場(chǎng)強(qiáng) E有關(guān)，這時(shí)歐姆定律是否仍然正確？為什么？10半導(dǎo)體的電阻系數(shù)是正的還是負(fù)的？為什么？11有一塊本征半導(dǎo)體樣品，試描述用以增加其電導(dǎo)率的兩個(gè)物理過(guò)程。12如果有相同的電阻率的摻雜錯(cuò)和

15、硅半導(dǎo)體，問(wèn)哪一個(gè)材料的少子濃度高？為什么？13光學(xué)波散射和聲學(xué)波散射的物理機(jī)構(gòu)有何區(qū)別？各在什么樣晶體中起主要作用？14說(shuō)明本征錯(cuò)和硅中載流子遷移率溫度增加如何變化？15電導(dǎo)有效質(zhì)量和狀態(tài)密度有何區(qū)別？它們與電子的縱有效質(zhì)量和橫有效質(zhì)量的關(guān)系如何？16對(duì)于僅含一種雜質(zhì)的錯(cuò)樣品，如果要確定載流子符號(hào)、濃度、遷移率和有效質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行哪些測(cè)量？17解釋多能谷散射如何影響材料的導(dǎo)電性。18為什么要引入熱載流子概念？熱載流子和普通載流子有何區(qū)別？第五章非平衡載流子例1.某p型半導(dǎo)體摻雜濃度%二堆隈端:少子壽命馬二I”、，在均勻光 的照射下產(chǎn)生非平衡載流子，其產(chǎn)生率目二1加1,試計(jì)算室溫時(shí)設(shè)本征載流子濃

16、度金=101OCW2-3解：(1)無(wú)光照時(shí)，空穴濃度光照情況下的費(fèi)米能級(jí)并和原來(lái)無(wú)光照時(shí)的費(fèi)米能級(jí)比較。當(dāng)二國(guó)-Tin 組二鳥(niǎo)-0 26x6xln10二區(qū)-0 35(/) 出說(shuō)明無(wú)光照時(shí)，費(fèi)米能級(jí)在禁帶中線下面0.35eV處(2)穩(wěn)定光照后，產(chǎn)生的非平衡載流子為：犀二母二 二 1 渣 x 1-10n。陽(yáng)凸二 P- A = 10ie + 10B 101%冽耳一Eginieq P卬k）罵261n凝=。陽(yáng)町= In0,0261aW10= cus(M上面兩式說(shuō)明，舞在鳥(niǎo)之下，而辱在用之上。且非平衡態(tài)時(shí)空穴的 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)和和原來(lái)的費(fèi)米能級(jí)幾乎無(wú)差別， 與電子的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)相 差甚遠(yuǎn)，如下圖所示。EcEiE

17、rEv光照后光照前習(xí)題與思考題：1何謂非平衡載流子？非平衡狀態(tài)與平衡狀態(tài)的差異何在？2漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有什么不同？3漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)之間有什么聯(lián)系？非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的遷移率與擴(kuò)散系數(shù)之間有什么聯(lián)系？4平均自由程與擴(kuò)散長(zhǎng)度有何不同？平均自由時(shí)間與非平衡載流子 的壽命又有何不同？5證明非平衡載流子的壽命滿足 彈二醞內(nèi)，并說(shuō)明式中各項(xiàng)的物理意義。6導(dǎo)出非簡(jiǎn)并載流子滿足的愛(ài)因斯坦關(guān)系。7間接復(fù)合效應(yīng)與陷阱效應(yīng)有何異同？8光均勻照射在6Qcm的n型Si樣品上，電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生率為4 xi021cm-3s-1 ,樣品壽命為8曲。試計(jì)算光照前后樣品的電導(dǎo)率。了 坦J =國(guó)凡9證明非簡(jiǎn)并的非均勻半導(dǎo)體中的電

18、子電流形式為以。10假設(shè)Si中空穴濃度是線性分布，在4刈 內(nèi)的濃度差為2X1016cm-3 ,試計(jì)算空穴的擴(kuò)散電流密度。11試證明在小信號(hào)條件下，本征半導(dǎo)體的非平衡載流子的壽命最長(zhǎng)。12區(qū)別半導(dǎo)體平衡狀態(tài)和非平衡狀態(tài)有何不同？什么叫非平衡載流子？什么叫非平衡載流子的穩(wěn)定分布？13摻雜、改變溫度和光照激發(fā)均能改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，它們之間有何區(qū)別？試從物理模型上予以說(shuō)明。14在平衡情況下，載流子有沒(méi)有復(fù)合這種運(yùn)動(dòng)形式？為什么著重討論非平衡載流子的復(fù)合運(yùn)動(dòng)？15為什么不能用費(fèi)米能級(jí)作為非平衡載流子濃度的標(biāo)準(zhǔn)而要引入準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)？費(fèi)米能級(jí)和準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)有何區(qū)別？16在穩(wěn)定不變的光照下，半導(dǎo)體中電子和空穴濃

19、度也是保持恒定不變的，但為什么說(shuō)半導(dǎo)體處于非平衡狀態(tài)？17說(shuō)明直接復(fù)合、間接復(fù)合的物理意義。18區(qū)別：復(fù)合效應(yīng)和陷阱效應(yīng)，復(fù)合中心和陷阱中心，俘獲和復(fù)合, 俘獲截面和俘獲幾率。第六章金屬和半導(dǎo)體接觸例1.設(shè)p型硅(如圖7 2),受主濃度%二1W加二試求：(1)室溫下費(fèi)米能級(jí)%的位置和功函數(shù)嵋；W.若加：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.下列結(jié)構(gòu)中，（）可以實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。a）金屬-n+-nb）金屬-p+-pc）金屬-p-p+d ）金屬-n-n+.下列關(guān)于p+n結(jié)的敘述中

20、，（）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(kāi)關(guān)速度要比一般pn結(jié)的開(kāi)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） %,二 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）.在晶體中電子所遵守的一維薛定調(diào)

21、方程，滿足此方程的布洛赫函數(shù)為 。.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)。.畫(huà)出硅的電阻率隨溫度的變化關(guān)系示意圖。.寫(xiě)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：多子堆積多子耗盡反型.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）.空穴.準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí). 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(xiě)出其可能的一種應(yīng)用 （總分21分，每小題7分）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)在二30爾時(shí)的最大接觸電勢(shì)差。Q-cm, n區(qū)

22、電阻率為10口一皿，電子遷移率為100地, ,空穴 遷移率為300 tm。求：（1）接觸電勢(shì)差 （2）勢(shì)壘高度 （3）勢(shì)壘寬度（12分）側(cè)得某p+n結(jié)的勢(shì)壘電容內(nèi)和反向電壓嗓間關(guān)系如下表所示：S(pF)設(shè)pn結(jié)面積= 2xlcm計(jì)算p+n結(jié)的接觸電勢(shì)差（2）求說(shuō)（13分）完成下列問(wèn)題（1）畫(huà)出柵控二極管的結(jié)構(gòu)示意圖（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（10分）證明pn結(jié)反向電流可以表示為：T 5足 kT（ 11、A =T 4b =式中， /，和分別為n型和p型半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，5為本征半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。綜合

23、練習(xí)題五（15分）請(qǐng)回答下列問(wèn)題:.費(fèi)米分布函數(shù)的表示式是什么？. T=0K及T0K時(shí)該函數(shù)的圖形是什么？.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？.（15分）請(qǐng)畫(huà)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：.測(cè)量頻率的影響。.平帶電壓。.積累、耗盡與反型狀態(tài)各對(duì)應(yīng)曲線的哪一部分？.（15分）請(qǐng)畫(huà)出圖形并解釋：.直接能隙與間接能隙。.直接躍遷與間接躍遷。.直接復(fù)合與間接復(fù)合。.（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。.霍耳效應(yīng)。.塞貝克效應(yīng)。.光生伏特效應(yīng)。.（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。.（15分）室溫下，一個(gè)N

24、型硅樣品，施主濃度ND= 10 Cm 少 子壽命Gl評(píng)，設(shè)非平衡載流子的產(chǎn)生率宮=1山$ ,計(jì)算電 導(dǎo)率及準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)的位置。（硅的2 -1 -12-1 -1“氏5 八，=例,室溫下本征載流子濃度為1叼。7疝）.（15分）有人在計(jì)算“施子濃度胴一的錯(cuò)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R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)把正確的方法寫(xiě)出來(lái)。（室溫下錯(cuò)的本征載流子濃度可取值2 ? 10 Cm ）綜合練習(xí)題六一、解釋名詞（共12分，每小題3分）1 .有效質(zhì)

25、量二、回答問(wèn)題（共32分，每小題4分）.絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)有何區(qū)別？.輻射復(fù)合、非輻射復(fù)合、俄歇復(fù)合有何區(qū)別？.直接躍遷與間接躍遷的區(qū)別？. P-N結(jié)的擊穿有幾種？請(qǐng)分別說(shuō)明它們的機(jī)制。.P-N結(jié)的電容效應(yīng)有幾種？解釋它們的物理成因。.什么是簡(jiǎn)并半導(dǎo)體？在什么情況下發(fā)生簡(jiǎn)并化？.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？.載流子濃度隨溫度的增加是增大還是減少？為什么?三、寫(xiě)出下面列出的常用公式，并寫(xiě)出所用符號(hào)代表的物理意義。（共 10分，每小題2分）.熱平衡狀態(tài)下，半導(dǎo)體中兩種載流子的乘積。.非平衡載流子濃度隨時(shí)間的衰減公式。. P-N結(jié)的I-V關(guān)系。. 一種載流子的霍耳系數(shù)

26、。.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）.室溫下，硅中本征載流子濃度的數(shù)量級(jí)大致是（）A. 10 cmb.LO cm c.LO cm.在硅中，電子漂移速度的上限為（） gJAHL B.IO“；C.H】 J.在硅中，硼雜質(zhì)的電離能大致是（）.ev B.0.045e v五、（8分）已知：硅半導(dǎo)體材料中施主雜質(zhì)濃度為求：1 .在丁= 3 0 0 K時(shí)E F的位置.2 .當(dāng)施主雜質(zhì)電離能為0 . 0 5 ev, T=300K時(shí)，施主能級(jí) 上的濃度。.（6分）室溫下，N型硅中摻入的施主雜質(zhì)濃度 雙片10 5!, 在光的照射下產(chǎn)生了非平衡載流子，其濃度為 n= io cmp=O綜合練習(xí)題七求此情況下，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。.（6分）摻雜濃度為的硅半導(dǎo)體中