微電子研究所研究生入學(xué)考試試題

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)：05——06一九九九年研究生入學(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，寫(xiě)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)：05——06一九九九年研究生入學(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(huà)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，要求畫(huà)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(lèi)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)：05——06一九九九年研究生入學(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N1﹥N2﹥﹥。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)200０年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：科目名稱(chēng)：分號(hào)：試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)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、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。解釋名詞（共１６分，每小題４分）載流子陷阱ＰＮ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．（８分）金屬一半導(dǎo)體接觸能否實(shí)現(xiàn)少子注入，為什么？三．（８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Ｖ，電子遷移率為，電極間距離為ι，請(qǐng)據(jù)此導(dǎo)出光電導(dǎo)增益因子的表達(dá)式。四．（８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)200０年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：科目名稱(chēng)：分號(hào)：試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。五．（８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．（８分）為了降低ＰＮ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．（８分）肖特基二極管不同于ＰＮ結(jié)二極管的主要特點(diǎn)是什么？八．（８分）以Ｎ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．（８分）畫(huà)出典型的Ｎ型半導(dǎo)體ＭＩＳ結(jié)構(gòu)的Ｃ－Ｖ特性曲線(xiàn)，并簡(jiǎn)要說(shuō)明。十．（１０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ＰＮ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)200０年碩士研究生入學(xué)考試試題科目代碼：科目名稱(chēng)：分號(hào)：試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。十一．（１０分）如何利用ＰＮ結(jié)來(lái)測(cè)量溫度？請(qǐng)?jiān)O(shè)想一種方案。十二．（１０分）證明：在一定的簡(jiǎn)化條件下，ＰＮ結(jié)的勢(shì)壘區(qū)復(fù)合電流Ｊr可表示為其中，ＸＤ為勢(shì)壘區(qū)寬度，τ為載流子壽命。十三．（１０分）證明：ＰＮ結(jié)單位面積上的微分?jǐn)U散電容為其中，Ｌn與Ｌp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(chēng)：半導(dǎo)體物理學(xué)分號(hào)：05——03試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)準(zhǔn)考證號(hào)和姓名。解釋名詞（共12分，每小題3分）1．有效質(zhì)量2.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？4．P-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(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）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。3．P-N結(jié)的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(chēng)：半導(dǎo)體物理學(xué)分號(hào)：05——03試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)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.0.45evB.0.045evC.4.5evD.45ev五．(８分)已知：硅半導(dǎo)體材料中施主雜質(zhì)濃度為求：１．在Ｔ＝３００Ｋ時(shí)ＥＦ的位置．２．當(dāng)施主雜質(zhì)電離能為０．０５ev,T=300K時(shí)，施主能級(jí)上的濃度。六．（６分）室溫下，Ｎ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Δn=Δp=。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．（６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(chēng)：半導(dǎo)體物理學(xué)分號(hào)：05——03試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)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ＰＮ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．（８分）一硅樣品，摻入的硼濃度為９×，同時(shí)摻入的砷濃度為１４×。１．在室溫下此樣品是Ｎ型還是Ｐ型？２．當(dāng)Ｔ＝３００Ｋ時(shí)的多子及少子濃度？３．當(dāng)溫度升高到６００Ｋ時(shí)，此半導(dǎo)體樣品是Ｎ型還是Ｐ型？九．（６分）設(shè)Ｐ型硅受主濃度ＮＡ＝５×，氧化層厚度dI=1500A，柵極金屬為鋁的ＭＯＳ結(jié)構(gòu)，氧化層中的正電荷密度。已知鋁硅的接觸勢(shì)差Ｖms=－０．８伏，真空介電常數(shù)，二氧化硅介電常數(shù)。求平帶電壓。十．（６分）根據(jù)－Ｎ結(jié)反向擴(kuò)散電流密度公式指出在Ｇe、Ｓi兩種材料構(gòu)成的－Ｎ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(chēng)：半導(dǎo)體物理學(xué)分號(hào)：05——03試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)準(zhǔn)考證號(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？2．T=0K及T＞0K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(huà)出N型半導(dǎo)體的MIS結(jié)構(gòu)的C—V特性曲線(xiàn)，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(xiàn)的哪一部分？三．（15分）請(qǐng)畫(huà)出圖形并解釋?zhuān)?．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(chēng)：半導(dǎo)體物理學(xué)分號(hào)：05——03試題答案必須書(shū)寫(xiě)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(xiě)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)把正確的方法寫(xiě)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(shū)寫(xiě)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)考試試題試題答案必須書(shū)寫(xiě)在答題紙上，在試題和草稿紙上答題請(qǐng)解釋下列各概念(每小題5分,總分20分)間隙式雜質(zhì)和替位式雜質(zhì)本征激發(fā)熱電擊穿表面勢(shì)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)霍耳效應(yīng)光生伏特效應(yīng)珀?duì)栙N效應(yīng)壓阻效應(yīng)三。回答下列問(wèn)題（總分50分）1.請(qǐng)寫(xiě)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(xiàn)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(shū)寫(xiě)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(chēng)：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（）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-EF〉〉kT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(chēng)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）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(huà)出硅和鍺二極管的伏安特性為_(kāi)_______________________________________________________________________________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(xiě)出每一項(xiàng)的物理意義是：①______________________________________②______________________________________③______________________________________④______________________________________⑤______________________________________⑥______________________________________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(xiě)出其可能的一種應(yīng)用（總分21分，每小題7分）1.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(huà)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： 矩形波導(dǎo)內(nèi)的TM模的最低模是 。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 。位移電流的定義是 。在CPU中，對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間控制的部件是 。程序計(jì)數(shù)器PC用于存放 。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(xiàn)；若采用雙譯碼方式，則地址譯碼器有 條譯碼線(xiàn)。n個(gè)變量的任意兩個(gè)不同最大項(xiàng)之和為 。JK觸發(fā)器的特性方程為 。狀態(tài)圖為 。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 一個(gè)無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)滿(mǎn)足 ， 。已知象函數(shù)，則原函數(shù)的初值為 。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。周期性方波的帶寬和持續(xù)時(shí)間滿(mǎn)足關(guān)系式為: 。當(dāng)滿(mǎn)足條件 時(shí)，二極管可以用一個(gè)電阻來(lái)等效。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。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 。降低集電區(qū)電阻率，則集電結(jié)的擊穿電壓要 。若減薄基區(qū)寬度，則基區(qū)電阻要 。PMOSFET與NMOSFET相比，容易發(fā)生閂鎖效應(yīng)的是 。MESFET，MOSFET，JFET三種FET中， 和 工作原理相同。單管禁止門(mén)的邏輯符號(hào)是 。CMOS反相器的動(dòng)態(tài)功耗由 和 功耗組成。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(huà)出實(shí)現(xiàn)功能的CMOS電路。26.畫(huà)出制造NMOSFET工藝流程圖,并標(biāo)明每步工藝的名稱(chēng)（用示意圖表示）。半導(dǎo)體器件物理博士生入學(xué)試題說(shuō)明或解釋下列概念深耗盡暖電子半導(dǎo)體中的速度過(guò)沖效應(yīng)相干晶體管金屬場(chǎng)致發(fā)射與半導(dǎo)體場(chǎng)致發(fā)射完成下列問(wèn)題畫(huà)出隧道二極管的電流—電壓特性關(guān)系圖輔以能帶圖詳細(xì)解釋他的付電關(guān)系如何制造隧道2級(jí)管指出他的一種可能應(yīng)用設(shè)計(jì)題設(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(huà)出其截圖用不同的頻率測(cè)量理志p型或?qū)wmos結(jié)構(gòu)的電壓特性，其特性曲線(xiàn)也不同，完成下列問(wèn)題在同一個(gè)坐標(biāo)中畫(huà)出低頻電容電壓曲線(xiàn)高頻電容電壓曲線(xiàn)深耗層時(shí)電容電壓曲線(xiàn)盡可能詳細(xì)解釋你的結(jié)果討論題比較長(zhǎng)溝道m(xù)oseft的短溝道m(xù)oseft的性能為什么會(huì)提出按比例縮小的moseft?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？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(huà)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(xiàn)也不同，完成下列問(wèn)題：在同一個(gè)坐標(biāo)中畫(huà)出：·低頻電容—電壓曲線(xiàn)·高頻電容—電壓曲線(xiàn)·深耗盡狀態(tài)時(shí)電容—電壓曲線(xiàn)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？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(huà)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)面試題版圖設(shè)計(jì)中提高可靠性的措施有哪些？數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的流程是什么？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。電路設(shè)計(jì)中提高可靠性的措施有哪些？請(qǐng)解釋以下名詞：SRAM,SDRAM,IRQ,BIOS,VHDL。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。模擬集成電路設(shè)計(jì)有哪些考慮因素？簡(jiǎn)述鎖存器（latch）和觸發(fā)器（flip-flop）的區(qū)別。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。負(fù)反饋的種類(lèi)有哪些？靜態(tài)和動(dòng)態(tài)時(shí)序模擬的優(yōu)缺點(diǎn)？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。模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程是什么？MOS集成電路比BJT有什么優(yōu)點(diǎn)？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。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？模擬集成電路設(shè)計(jì)有哪些考慮因素？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。降低集成電路功耗的措施有哪些？用波形表示D觸發(fā)器的功能。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。全定制集成電路設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？為什么一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)反相器中P管的寬長(zhǎng)比要比N管的寬長(zhǎng)比長(zhǎng)？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。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。版圖設(shè)計(jì)規(guī)則是根據(jù)什么制定出來(lái)的？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?！铩锎鹁眄氈囶}答案必須書(shū)寫(xiě)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(chēng)：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(kāi)關(guān)器件時(shí)，認(rèn)為地?fù)饺虢穑淠康氖牵ǎ゛）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(lèi)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(lèi)型d）霍耳電壓與樣品形狀有關(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(mǎn)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(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）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）1.在晶體中電子所遵守的一維薛定諤方程為 ，滿(mǎn)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(huà)出硅的電阻率隨溫度的變化關(guān)系示意圖 。4.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(mǎn)足的條件：①多子堆積______________________________________②多姿耗盡______________________________________③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(xiě)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.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(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?！铩锎鹁眄氈囶}答案必須書(shū)寫(xiě)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(chēng)：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2.在制造半導(dǎo)體高速開(kāi)關(guān)器件時(shí)，人為地?fù)饺虢?，其目的是（）a）減小開(kāi)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(chēng)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(lèi)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(lèi)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(chēng)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.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(mǎn)足的關(guān)系式為：。2.寫(xiě)出一維薛定諤方程為： 及滿(mǎn)足此方程解的布洛赫函數(shù)為 ; 。3.在同一坐標(biāo)中畫(huà)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(xiě)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）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：在熱平衡條件下，pn結(jié)中費(fèi)米能級(jí)處處滿(mǎn)足關(guān)系式：微電子學(xué)與固體電子學(xué)2009年碩士研究生入學(xué)復(fù)試試題1.TTL與非門(mén)電路多余輸入端應(yīng)接_________電平。2.．由TTL與非門(mén)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)RD=SD=1時(shí)，觸發(fā)器處于_________狀態(tài)。3．TTL與非門(mén)空載時(shí)，輸出高電平UOH的典型值約為_(kāi)________V。4．單相橋式整流電路輸出平均電壓為36V，則變壓器副邊電壓有效值為_(kāi)________V。5.某場(chǎng)效應(yīng)晶體管工作在恒流區(qū)，當(dāng)UGS=-1V時(shí)，ID=0.8mA,當(dāng)UGS=-3V時(shí)，ID=0.2mA,則該管的低頻跨導(dǎo)gm為_(kāi)________mA/V。6.若要求放大電路輸入電阻高，且穩(wěn)定輸出電壓，在放大電路中應(yīng)引入的負(fù)反饋類(lèi)型為_(kāi)______________。7.三種組態(tài)的基本放大電路進(jìn)行比較，輸入電阻最小的是共___________極放大電路。8.單相橋式整流電路中，變壓器次級(jí)電壓為20V（有效值），則每個(gè)整流二極管所承受的最大反向電壓為。9.單相橋式整流電容濾波電路中，變壓器次級(jí)電壓為10V（有效值），則濾波后的直流輸出電壓為。10.在共射、共基、共集三種組態(tài)的基本放大電路中，輸出電阻最低的是_________放大電路。11．理想二極管構(gòu)成的電路如題2圖，其輸出電壓u0為_(kāi)_______12．場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性如題4圖所示，則該管為_(kāi)______FET13．在雙端輸入單端輸出的差動(dòng)放大電路中，差模電壓放大倍數(shù)Ad2=50，共模電壓放大倍數(shù)Ac=0.5，若輸入電壓uil=80mV，ui2=60mV，則輸出電壓uo2為_(kāi)___________V。14.在題14圖所示電路中，集成運(yùn)放的最大輸出電壓為±12V，當(dāng)輸入6V時(shí)輸出電壓為_(kāi)________V。15．由與非門(mén)構(gòu)成的基本RS觸發(fā)器，要使Qn+1=1，輸入信號(hào)應(yīng)為_(kāi)________________。16．如題16圖所示電路，輸出函數(shù)F的表達(dá)式為_(kāi)_______________。17．有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的電路是_________________。18．已知某基本共射放大電路的ICQ=1mA，UCEQ=6V，管子的飽和壓降Uces=1V，Rc=RL=4KΩ，則該放大電路的最大不失真輸出電壓幅值為_(kāi)_______________。19.要構(gòu)建一個(gè)一百進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，至少需要_________個(gè)觸發(fā)器。20.共模抑制比KCMRR定義為_(kāi)_____________。21．碼元速率和信息速率的關(guān)系式_________________。22.信道容量定義為信道能夠傳輸?shù)腳______________信息速率。23殘留邊帶調(diào)制既克服了DSB信號(hào)__________的缺點(diǎn)，又解決了SSB信號(hào)實(shí)現(xiàn)中的________________。24.載波同步的目的是在接收設(shè)備中產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)的載波_________、_________的本地振蕩，用于_____________。25碼元同步對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)，又稱(chēng)_____同步。目的是得知每個(gè)接收碼元準(zhǔn)確的_______時(shí)刻，以便決定積分和__________26群同步又稱(chēng)_____同步，目的是將接收碼元正確_________。27．電路中電位值與參考點(diǎn)的選取_____關(guān)。電位差值與參考點(diǎn)的選取_______關(guān)。28．正弦電流的平均值為_(kāi)__________。29．在RLC串聯(lián)的正弦交流電路中，當(dāng)電感上的電壓與電容上的電壓大小相等時(shí)，電路發(fā)生了_____________。30．穩(wěn)壓二極管正常穩(wěn)壓工作是工作在其伏安特性曲線(xiàn)的___________區(qū)。31.單位階躍信號(hào)的傅立葉變換式為_(kāi)__________、拉普拉斯變換式為_(kāi)___________。32.門(mén)函數(shù)的傅立葉變換式為_(kāi)_____________。33.數(shù)字信號(hào)的定義是_________________________________。34.運(yùn)算器中，通用寄存器的位數(shù)___________字長(zhǎng)。35.CPU的主要功能是：___________控制、_________控制、_________控制和數(shù)據(jù)加工。36.矩形波導(dǎo)內(nèi)的ＴＭ波的最低模是__________。37.寫(xiě)出媒質(zhì)中位移電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式是___________。38．媒質(zhì)參數(shù)如介電常數(shù)等參數(shù)隨電磁場(chǎng)頻率變化的現(xiàn)象叫__________。39．運(yùn)算放大器一般由_____________________部分組成。40．BI-ＣＭＯＳ工藝是把________________同時(shí)制作在同一芯片上。41．干氧氧化的速率要比濕氧氧化的速率_______。42．光刻工藝的目的是_____________________。43．FET的跨導(dǎo)定義為_(kāi)______________________。44．晶體管的噪聲系數(shù)定義式是___________。45．耗盡型PMOSFET的襯底導(dǎo)電類(lèi)型是__________。46．MEMS的英文全稱(chēng)是______________。47．N型半導(dǎo)體的N是英文單字_________的第一個(gè)字母。48.“微電子”一詞的含義：_____________________________。機(jī)密★啟用前★★答卷須知試題答案必須書(shū)寫(xiě)在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效。2009年攻讀博士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題科目代碼：2069科目名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件物理一、（20分）解釋或說(shuō)明下列概念1．（4分）微電子2．（4分）靜電感應(yīng)晶體管3．（4分）BiCMOS4．（4分）雙漂移二極管5．（4分）電流集邊效應(yīng)二、（20分）以輕摻雜外延集電區(qū)的雙極型晶體管為例，完成下列問(wèn)題：1．（2分）什么叫KirK效應(yīng)？2．（5分）示意畫(huà)出發(fā)生KirK效應(yīng)后，共射極連接晶體管的輸出特性曲線(xiàn)族，并給出詳細(xì)解釋。3．（3分）畫(huà)出小電流時(shí)空間電荷區(qū)的電場(chǎng)分布示意圖。4．（3分）畫(huà)出KirK效應(yīng)開(kāi)始時(shí)空間電荷區(qū)的電場(chǎng)分布示意圖。5．（3分）畫(huà)出KirK效應(yīng)發(fā)生后的空間電荷區(qū)的電場(chǎng)分布示意圖。6．（2分）求出發(fā)生KirK效應(yīng)的臨界電流密度。7．（2分）求出感應(yīng)基區(qū)寬度。三、（20分）以MOSFET為例，完成下列問(wèn)題：1．（2分）給出晶體管噪聲系數(shù)的定義。2．（6分）MOSFET的低頻噪聲有什么特點(diǎn)？它主要與哪些因素有關(guān)？如何減?。?．（4分）討論溝道熱噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及減小措施。4．（4分）什么叫誘生柵極噪聲？如何減小？5.（4分）MOSFET在高頻運(yùn)用時(shí)的最小噪聲系數(shù)主要由哪個(gè)參數(shù)決定？如何減小最小噪聲系數(shù)？四、（20分）請(qǐng)推導(dǎo)：在P型半導(dǎo)體中，同時(shí)存在漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)時(shí)，少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)所滿(mǎn)足的連續(xù)性方程式。五、（20分）實(shí)驗(yàn)題：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)量MOS系統(tǒng)的平帶電壓。實(shí)驗(yàn)要求：1．（3分）畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。2．（2分）給出主要的實(shí)驗(yàn)步驟。3．（15分）詳細(xì)敘述所用測(cè)量方法的依據(jù)。機(jī)密★啟用前★★答卷須知試題答案必須書(shū)寫(xiě)在答題紙上，在試題和草稿紙上答題無(wú)效。2009年攻讀博士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題科目代碼：2069科目名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件物理一、（20分）解釋或說(shuō)明下列概念1.（4分）微電子2.（4分）單電子晶體管3.（4分）發(fā)射結(jié)重?fù)诫s效應(yīng)4．（4分）共振遂穿二極管5.（4分）轉(zhuǎn)移電子效應(yīng)二、（20分）以雙極型晶體管為例，完成下列問(wèn)題：1.（3分）給出特征頻率的定義。2.（5分）寫(xiě)出微波晶體管特征頻率的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)表示）。3.（3分）畫(huà)出特征頻率與集電極電流的變化關(guān)系曲線(xiàn)并給出定性解釋。4.（3分）畫(huà)出特征頻率與集電極電壓的變化關(guān)系曲線(xiàn)并給出定性解釋。5.（3分）提高特征頻率的途徑有哪些？6.（3分）定性討論特征頻率的溫度特性。三、（20分）以NMOSFET為例，完成下列問(wèn)題：1.（2分）給出閾值電壓的定義。2.（5分）寫(xiě)出閾值電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用材料參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)表示）。3.（3分）柵電容的大小對(duì)閾值電壓有何影響？4.（3分）功函數(shù)差的大小對(duì)閾值電壓有何影響？5.（3分）襯底摻雜濃度的高低對(duì)閾值電壓有何影響？6.（4分）采用什么方法可以制造出N溝增強(qiáng)型MOSFET？四、（20分）請(qǐng)推導(dǎo)：在N型半導(dǎo)體中，同時(shí)存在漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)時(shí)，少數(shù)載流子運(yùn)動(dòng)所滿(mǎn)足的連續(xù)性方程式。五、（20分）實(shí)驗(yàn)題：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：測(cè)量肖特基勢(shì)壘（金屬半導(dǎo)體接觸）的勢(shì)壘高度。實(shí)驗(yàn)要求：1.（3分）畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。2.（2分）給出主要的實(shí)驗(yàn)步驟。3.（15分）詳細(xì)敘述所用測(cè)量方法的依據(jù)?；A(chǔ)部分（A）一單項(xiàng)選擇題（共5小題，每小題2分，共10分）1．理想二極管D構(gòu)成題1所示電路，該電路狀態(tài)為（）題1圖A．D截止且B．D導(dǎo)通且C．D截止且D．D導(dǎo)通且2．已知某基本共射極放大電路的，管子的飽和壓降，則該放大電路的最大不失真輸出電壓的幅值為（）伏A．1B．2C．5D．63．在雙端輸入的差動(dòng)放大電路中，輸入信號(hào)分別為60mV和40mV，則共模輸入信號(hào)和差模輸入信號(hào)分別為（）mVA．100和20B．50和10C．100和10D．50和504．兩極放大電路，考慮到級(jí)間相互影響后電壓放大系數(shù)，則兩級(jí)總的電壓放大倍數(shù)用分貝表示則為（）dBA.100B.120C.80D.605.某單級(jí)放大電路的通頻帶為，由兩個(gè)這樣的單級(jí)放大器構(gòu)成一個(gè)兩級(jí)放大電路，其總的通頻帶為（）A．=2B.>2C.<D.>二．填空（共10小題，每小題２分，共２０分）根據(jù)放大電路三種基本組態(tài)：a.共射極；b.共集電極；c.共基極的特點(diǎn);選擇正確的答案填寫(xiě)在空白處（只填寫(xiě)相應(yīng)的字母a;b;c）:1.輸入電阻最小的電路是＿＿＿＿。2.輸入電阻最大的電路是＿＿＿＿。3.輸出電阻最小的電路是＿＿＿＿。4.有電壓放大作用的電路是＿＿＿＿。5.有電流放大作用的電路是＿＿＿＿。6.高頻特性最好的電路是＿＿＿＿。7.輸入電壓與輸出電壓同相的電路是＿＿＿＿。8.輸入電壓與輸出電壓反相的電路是＿＿＿＿。9.輸入電阻高且輸出電阻小的電路是＿＿＿＿。10．輸入與輸出之間無(wú)反饋電容因而不存在密勒效應(yīng)的電路是＿＿。三、計(jì)算題（共2小題，每小題１０分，共２０分）1.電路如圖且各元件數(shù)值已知，完成下列問(wèn)題：敘述在電路中的作用;若環(huán)境溫度升高，敘述該電路靜態(tài)工作點(diǎn)Ｑ穩(wěn)定的過(guò)程；要使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定，寫(xiě)出應(yīng)滿(mǎn)足的條件；求出的表達(dá)式；畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路（開(kāi)路）；寫(xiě)出該放大器的電壓放大系數(shù)表達(dá)式；寫(xiě)出輸入電阻的表達(dá)式；寫(xiě)出輸出電阻的表達(dá)式；已知兩級(jí)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)為：求（１）（２）（３）專(zhuān)業(yè)課部分一、簡(jiǎn)答題(6分×5=30分)為什么硅半導(dǎo)體器件的工作溫度比鍺半導(dǎo)體器件的工作溫度高？試說(shuō)明雜質(zhì)在半導(dǎo)體中的作用。簡(jiǎn)述有效質(zhì)量與能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系。簡(jiǎn)述肖特基二極管不同于pn結(jié)二極管的特點(diǎn)。簡(jiǎn)述光生伏特效應(yīng)及應(yīng)用。二、（20分）溫度為300K時(shí)本征硅的電子濃度1.5×1016cm-3，電子和空穴遷移率分別為1350cm2/V·s和500cm2計(jì)算硅的本征電導(dǎo)率。硅的原子密度為5.00×1022/cm3。當(dāng)摻入百萬(wàn)分之一的砷后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試計(jì)算其電導(dǎo)率。比本征硅的電導(dǎo)率增大了多少倍？若該樣品所加的電場(chǎng)強(qiáng)度為,試求流過(guò)該樣品的電流密度是多少？三、（20分）設(shè)晶格常數(shù)為a的一維晶格，導(dǎo)帶極小值附近能量和價(jià)帶極大值附近能量分別為：和為電子慣性質(zhì)量，，。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。四、（15分）用適當(dāng)頻率的方脈沖照射到某n型半導(dǎo)體樣品，被樣品內(nèi)部均勻吸收并產(chǎn)生非平衡載流子，其產(chǎn)生率為，非平衡載流子的壽命為，光脈沖寬度。試寫(xiě)出在該脈沖光開(kāi)始照射到結(jié)束以后，非平衡空穴所滿(mǎn)足的方程式。設(shè)的瞬間，脈沖光開(kāi)始照射，試求脈沖開(kāi)始照射到結(jié)束后的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，非平衡空穴隨時(shí)間變化的規(guī)律，并用圖示意出來(lái)。在用直流光電導(dǎo)衰減法測(cè)量非平衡載流子壽命的實(shí)驗(yàn)中，在示波器上觀察的是那段曲線(xiàn)？所謂的壽命是指曲線(xiàn)上的哪段時(shí)間？由此如何定義非平衡載流子的壽命？五、（15分）在忽略界面態(tài)影響的情況下，可用什么實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量MIS結(jié)構(gòu)絕緣層中的可動(dòng)電荷。附錄：常用物理參數(shù)：鍺原子的密度為硅的原子密度為玻耳茲曼常數(shù)電子電量電子靜止質(zhì)量普朗克常數(shù)室溫（300K）附圖：遷移率與雜質(zhì)濃度關(guān)系曲線(xiàn)附圖1遷移率與雜質(zhì)濃度關(guān)系曲線(xiàn)附圖1遷移率與雜質(zhì)濃度關(guān)系曲線(xiàn)基礎(chǔ)部分（B）一單項(xiàng)選擇題（共5小題，每小題2分，共10分）1．某場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性如圖1所示，該管為（）MOS管圖1A．P溝道增強(qiáng)型B．P溝道耗盡型C．N溝道增強(qiáng)型D．N溝道耗盡型2．共基極放大電路主要應(yīng)用于（）A．高頻電壓放大B．中間級(jí)隔離Ｃ．高阻輸入級(jí)Ｄ．電流放大３．集成運(yùn)放的輸入級(jí)一般采用（）電路Ａ．共射極放大Ｂ．共集電極放大Ｃ．差動(dòng)放大Ｄ．功率放大４．直流放大器產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的主要原因是：（）Ａ．環(huán)境溫度變化Ｂ．電壓增益太大Ｃ．采用直接耦合方式Ｄ．采用阻容耦合方式５．正弦波振蕩電路能自激振蕩的條件是（）Ａ．ＡＦ＝１Ｂ．ＡＦ＜１Ｃ．ＡＦ＝－１Ｄ．ＡＦ＜－１二、選擇下面合適的答案填寫(xiě)在空白處（每小題2分，共２０分）：a.直流b。交流c．電壓d．電流e．串聯(lián)f．并聯(lián)1.直流負(fù)反饋是指在＿＿＿＿通路中的負(fù)反饋；＿＿＿＿負(fù)反饋是指在交流通路中的負(fù)反饋；3.為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋；4.為了穩(wěn)定放大倍數(shù)，應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋；5.為了展寬頻帶，應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋，6.為穩(wěn)定放大電路的輸出電壓，應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋7.為穩(wěn)定放大電路的輸出電流，應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋8.為了增大放大電路的輸入阻抗應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋9.為了減小放大電路的輸出阻抗應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋10.為了提高放大電路帶負(fù)載的能力應(yīng)引入＿＿＿＿負(fù)反饋計(jì)算題（共2小題，每小題１０分，共２０分）1.電路如圖且各元件數(shù)值已知，完成下列問(wèn)題：敘述在電路中的作用；若環(huán)境溫度升高，敘述該電路靜態(tài)工作點(diǎn)Ｑ穩(wěn)定的過(guò)程；要使靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定，寫(xiě)出應(yīng)滿(mǎn)足的條件；求出表達(dá)式；畫(huà)出交流小信號(hào)等效電路（開(kāi)路）；寫(xiě)出該放大器的電壓放大系數(shù)表達(dá)式；寫(xiě)出輸入電阻的表達(dá)式；寫(xiě)出輸出電阻的表達(dá)式；2.已知兩級(jí)共射放大電路的電壓放大倍數(shù)為：求（１）（２）（３）專(zhuān)業(yè)課部分一、簡(jiǎn)答題（6分×5=30分）為什么不同的半導(dǎo)體材料制成集成電路其最高工作溫度各不相同？簡(jiǎn)述什么是半導(dǎo)體的淺能級(jí)雜質(zhì)和深能級(jí)雜質(zhì)，它們的作用有何不同？簡(jiǎn)述什么是直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體。什么是半導(dǎo)體-金屬的歐姆接觸？簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)方法及其物理原理。簡(jiǎn)述霍爾效應(yīng)及應(yīng)用二、（20分）已知鍺原子的濃度為。溫度為300K時(shí)，本征鍺的電阻率為，，。試求本征載流子的濃度。若摻入銻雜質(zhì)，使每個(gè)鍺原子中有一個(gè)雜質(zhì)原子，計(jì)算300K時(shí)電子濃度和空穴濃度。若雜質(zhì)全部電離，試求該摻雜鍺樣品的電阻率。若流過(guò)該樣品的電流密度為，求所加的電場(chǎng)強(qiáng)度。三、（20分）摻施主雜質(zhì)硅樣品，少子壽命,在均勻光的照射下產(chǎn)生非平衡載流子,其產(chǎn)生率，設(shè)本征載流子濃度。分別計(jì)算無(wú)光照和有光照時(shí)樣品的電導(dǎo)率。試計(jì)算室溫時(shí)無(wú)光照情況下的費(fèi)米能級(jí)；試計(jì)算室溫時(shí)有光照情況下的費(fèi)米能級(jí)；圖示比較兩種情況下的費(fèi)米能級(jí)的不同。四、（15分）若費(fèi)米能級(jí)，利用費(fèi)米函數(shù)計(jì)算在什么溫度下電子占據(jù)能級(jí)的幾率為1%？計(jì)算在該溫度下電子分布幾率從0.1～0.9所對(duì)應(yīng)的能量區(qū)間。五、（15分）在忽略界面態(tài)影響的情況下，可用什么實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量MIS結(jié)構(gòu)絕緣層中的可動(dòng)電荷，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟和計(jì)算依據(jù)附錄：基礎(chǔ)部分（A）參考答案:一、1.D2、B3、B4、A5、C.二、1、c2、b3、b4、a,c5、a6、c7、b8、a9、b10、c三、1、參考答案（1）、與構(gòu)成分壓電路；穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；旁路電容（2）、溫度升高，基極電流增加，發(fā)射級(jí)電位升高；發(fā)射級(jí)電壓減少，基極電流減少。（3）、（4）、,（5）、略（6）、（7）、（8）、2、參考答案（1）（２）（３）專(zhuān)業(yè)課部分參考答案一、簡(jiǎn)答題(6分×5=30分)為什么硅半導(dǎo)體器件的工作溫度比鍺半導(dǎo)體器件的工作溫度高？[答案要點(diǎn)]：半導(dǎo)體材料制成的器件都有一定的極限工作溫度，這個(gè)工作溫度受本征載流子濃度制約：一般半導(dǎo)體器件中，載流子主要來(lái)源于雜質(zhì)電離，而將本征激發(fā)忽略不計(jì)。在本征載流子濃度沒(méi)有超過(guò)雜質(zhì)電離所提供的載流子濃度的溫度范圍，如果雜質(zhì)全部電離，載流子濃度是一定的，器件就能穩(wěn)定工作。但是隨著溫度的升高，本征載流子濃度迅速地增加。當(dāng)溫度足夠高時(shí)，本征激發(fā)占主要地位，器件將不能正常工作。因此，每一種半導(dǎo)體材料制成的器件都有一定的極限工作溫度，超過(guò)這一溫度后，器件就失效了。例如，一般硅平面管采用室溫電阻率為1·cm左右的原材料，它是由摻入的施主雜質(zhì)銻而制成的。在保持載流子主要來(lái)源于雜質(zhì)電離時(shí)，要求本征載流子濃度至少比雜質(zhì)濃度低一個(gè)數(shù)量級(jí)，即不超過(guò)。如果也以本征載流子濃度不超過(guò)的話(huà)，硅器件的極限工作溫度是520K左右。鍺的禁帶寬度比硅小，鍺的器件工作溫度比硅低，約為370K左右。試說(shuō)明雜質(zhì)在半導(dǎo)體中的作用？[答案要點(diǎn)]：雜質(zhì)在半導(dǎo)體中主要有三方面的作用：提供載流子：淺能級(jí)雜質(zhì)在禁帶中引入的能級(jí)位于導(dǎo)帶底或價(jià)帶頂附近，那么這些雜質(zhì)就是施主或受主雜質(zhì)，提供載流子，改變半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性。復(fù)合中心：若雜質(zhì)在禁帶中引入的能級(jí)位于禁帶中央附近時(shí)，對(duì)非平衡載流子的復(fù)合作用最大，因此，位于禁帶中央附近的深能級(jí)稱(chēng)為有效復(fù)合中心。復(fù)合中心使非平衡載流子壽命降低。陷阱中心：若雜質(zhì)能級(jí)在費(fèi)米能級(jí)之上，且越接近費(fèi)米能級(jí)，就會(huì)形成電子陷阱。陷阱中心在某種程度上延長(zhǎng)了非平衡少子的壽命。簡(jiǎn)述有效質(zhì)量與能帶結(jié)構(gòu)的關(guān)系。[答案要點(diǎn)]：有效質(zhì)量的意義在于它概括了半導(dǎo)體內(nèi)部勢(shì)場(chǎng)的作用，使得在解決半導(dǎo)體中電子在外力作用下的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，可以不涉及到半導(dǎo)體內(nèi)部勢(shì)場(chǎng)的作用。在能帶底部附近，E/d>0，電子的有效質(zhì)量是正值；在能帶頂附近，E/d<0，電子的有效質(zhì)量是負(fù)值，這是因?yàn)楦爬税雽?dǎo)體內(nèi)部的勢(shì)場(chǎng)作用。有效質(zhì)量與能量函數(shù)對(duì)于k的二次微商成反比，對(duì)寬窄不同的各個(gè)能帶，E（k）隨k的變化情況不同，能帶越窄，二次微商越小，有效質(zhì)量越大。內(nèi)層電子的能帶窄，有效質(zhì)量大；外層電子的能帶寬，有效質(zhì)量小。內(nèi)層電子的能帶窄，有效質(zhì)量大；外層電子的能帶寬，有效質(zhì)量小。因而，外層電子，在外力的作用下可以獲得較大的加速度。簡(jiǎn)述肖特基二極管不同于pn結(jié)二極管的特點(diǎn)。[答案要點(diǎn)]：肖特基二極管是多子器件，載流子無(wú)存貯效應(yīng)，可做高頻器件，導(dǎo)通電壓約為0.3V。而pn結(jié)二極管是少子器件，有電荷存貯效應(yīng)，通常做低頻器件，導(dǎo)通電壓為0.7V.簡(jiǎn)述光生伏特效應(yīng)及應(yīng)用[答案要點(diǎn)]：當(dāng)用適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射非均勻半導(dǎo)體時(shí)，例如p-n結(jié)，由于內(nèi)建場(chǎng)的作用（不加外電場(chǎng)），半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，稱(chēng)為光生電壓；如將p-n結(jié)短路，則會(huì)出現(xiàn)電流，稱(chēng)為光生電流。這種由內(nèi)建場(chǎng)引起的光電效應(yīng)稱(chēng)為光生伏特效應(yīng)。光生伏特效應(yīng)的一個(gè)典型應(yīng)用是光電池。二、（20分）溫度為300K時(shí)本征硅的電子濃度1.5×101ocm-3，電子和空穴遷移率分別為1350cm2/V·S和500cm2/V·計(jì)算硅的本征電導(dǎo)率。硅的原子密度為5.00×1022/cm3。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)算其電導(dǎo)率。比本征硅的電導(dǎo)率增大了多少倍？若該樣品所加的電場(chǎng)強(qiáng)度為,試求流過(guò)該樣品的電流密度是多少？[答案要點(diǎn)]：T=300K,，μn＝1350cm2/V·S，μp＝500cm2/V（5分）計(jì)算硅的本征電導(dǎo)率（5分）摻入As濃度為ND＝5.00×1022×10-6＝5.00×1016cm-3。雜質(zhì)全部電離，，從摻雜濃度與遷移率關(guān)系圖可查此時(shí)μn＝900cm2/V（5分）（5分）三、（20分）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：和為電子慣性質(zhì)量，，。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。[答案要點(diǎn)]：（5分）禁帶寬度Eg根據(jù)可求出對(duì)應(yīng)導(dǎo)帶能量極小值的k值：時(shí)，同理得到：時(shí)，（5分）導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量（5分）價(jià)帶頂電子有效質(zhì)量（5分）準(zhǔn)動(dòng)量的改變量四、（15分）用適當(dāng)頻率的方脈沖照射到某n型半導(dǎo)體樣品，被樣品內(nèi)部均勻吸收并產(chǎn)生非平衡載流子，其產(chǎn)生率為，非平衡載流子的壽命為，光脈沖寬度。試寫(xiě)出在該脈沖光開(kāi)始照射到結(jié)束以后，非平衡空穴所滿(mǎn)足的方程式。設(shè)的瞬間，脈沖光開(kāi)始照射，試求脈沖光開(kāi)始照射到結(jié)束后的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，非平衡空穴隨時(shí)間變化的規(guī)律，并用圖示意出來(lái)。在用直流光電導(dǎo)衰減法測(cè)量非平衡載流子壽命的實(shí)驗(yàn)中，在示波器上觀察的是哪段曲線(xiàn)？所謂的壽命是指曲線(xiàn)上的哪段時(shí)間？由此如何定義非平衡載流子的壽命？[答案要點(diǎn)]：（5分）設(shè)脈沖開(kāi)始照射的瞬間，則非平衡空穴滿(mǎn)足方程為：（5分）解上述方程（1）：邊界條件：時(shí)，代入得解方程（2）：由連續(xù)條件：時(shí)，可以得出:（5分）在用直流光電導(dǎo)衰減法測(cè)量非平衡載流子壽命時(shí)，觀察的是以后的曲線(xiàn)。當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，故所測(cè)壽命是指到曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間五、（15分）在忽略界面態(tài)影響的情況下，可用什么實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量MIS結(jié)構(gòu)的絕緣層中可動(dòng)電荷。[答案要點(diǎn)]：利用高頻正負(fù)偏壓B-T實(shí)驗(yàn)，可以判斷MIS結(jié)構(gòu)的絕緣層中是否存在可動(dòng)電荷，并可計(jì)算出電荷量。5分一般步驟：在室溫下，確定MIS結(jié)構(gòu)的樣品的平帶電壓；對(duì)樣品進(jìn)行B-T處理：溫度150-300℃樣品溫度降至室溫后再次測(cè)量平帶電壓若，則說(shuō)明存在可移動(dòng)電荷計(jì)算公式；5分具體測(cè)算：高頻實(shí)驗(yàn)可以給出襯底摻雜濃度。從實(shí)驗(yàn)C-V曲線(xiàn)上得到，利用公式，得到；利