半导体器件物理试题
半导体器件物理考试试卷
一．概念题1.稳态：系统（半导体）能量处于最低，且各物理量如温度、载流子浓度等不随时间变化，则可称其处于稳态。
2.肖特基势垒：即Schottky Barrier，指一具有大的势垒高度（即势垒>>kT），以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属-半导体接触。
3.受激辐射：指处于激发态的半导体在一能量为hν的入射光照射下导带上的电子与价带上的空穴复合，发出与入射光具有相同能量、相位以及方向的光的过程。
4.自发辐射：指处于激发态的半导体，不需要外来的激发，导带中电子就与价带中的空穴复合，发出光子能量等于电子和空穴复合前所处能级能级差的光的过程。
5.非平衡状态：指系统（半导体）由于受光照、电注入等原因载流子浓度、电流密度等物理量不再稳定而随时间变化，变化最终达到稳定的状态。
6.对于共射组态双极型晶体管，理想情况下，当I b固定且V ec>0时，I c是不随变化的。
但实际上当V ec变化时，集电区空间电荷区宽度会随之变化，导致基区中载流子浓度随之变化，从而Ic随之变化。
具体表现为I c随V ec增加而增大，这种电流变化称为厄雷效应。
7.热电子：半导体中的电子可以吸收一定的能量（如光照射、电注入等）而被激发到更高的能级上，这些被激发到更高能级上的电子就称为热电子。
8.空穴：近满带中一些空的量子态被称为空穴。
由于电子的流动会导致这些空的量子态也流动，从而从其效果上可以把它当作一带有正单位电荷的与电子类似的载流子。
9.直接复合和间接复合：半导体的热平衡状态由于超量载流子的导入而被破坏时，会出现一些使系统回复平衡的机制称为复合。
在复合过程中，若电子从导带跃迁回价带过程中其动量不发生变化（即k不变）则称为直接复合，若其动量发生变化则称为间接复合。
二．问答题1.什么是欧姆接触：当一金属-半导体接触的接触电阻相对于半导体的主体电阻或串联电阻可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触。
降低接触电阻我们可以采取以下两个措施：（1）减小势垒高度。
半导体物理试题及答案
半导体物理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，这是由于（）。
A. 半导体的原子结构B. 半导体的电子结构C. 半导体的能带结构D. 半导体的晶格结构答案：C2. 在半导体中，电子从价带跃迁到导带需要（）。
A. 吸收能量B. 释放能量C. 吸收光子D. 释放光子答案：A3. PN结形成的基础是（）。
A. 杂质掺杂B. 温度变化C. 压力变化D. 磁场变化答案：A4. 半导体器件中的载流子主要是指（）。
A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 光子答案：C5. 半导体的掺杂浓度越高，其导电性能（）。
A. 越好B. 越差C. 不变D. 先变好再变差答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 半导体的导电性能可以通过改变其________来调节。
答案：掺杂浓度2. 半导体的能带结构中，价带和导带之间的能量差称为________。
答案：带隙3. 在半导体中，电子和空穴的复合现象称为________。
答案：复合4. 半导体器件中的二极管具有单向导电性，其导通方向是从________到________。
答案：阳极阴极5. 半导体的PN结在外加正向电压时，其内部电场会________。
答案：减弱三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述半导体的掺杂原理。
答案：半导体的掺杂原理是指通过向半导体材料中掺入少量的杂质元素，改变其电子结构，从而调节其导电性能。
掺入的杂质元素可以是施主杂质（如磷、砷等），它们会向半导体中引入额外的电子，形成N型半导体；也可以是受主杂质（如硼、铝等），它们会在半导体中形成空穴，形成P型半导体。
2. 描述PN结的工作原理。
答案：PN结是由P型半导体和N型半导体结合而成的结构。
在PN结中，P型半导体的空穴会向N型半导体扩散，而N型半导体的电子会向P型半导体扩散。
由于扩散作用，会在PN结的交界面形成一个内建电场，该电场会阻止更多的载流子通过PN结。
半导体器件物理 试题库
题库(一)半导体物理基础部分1、计算分析题已知：在室温（T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为 n i = 1.5×1010/cm 3 电荷的电量q= 1.6×10-19C µn =1350 2cm /V s ⋅ µp =500 2cm /V s ⋅ 半导体硅材料在室温的条件下，测得 n 0 = 4.5×104/cm 3，N D =5×1015/cm 3问：⑴ 该半导体是n 型还是p 型？⑵ 分别求出多子和少子的浓度⑶ 样品的电导率是多少？⑷ 分析该半导体的是否在强电离区，为什么0D n N ≠？2、说明元素半导体Si 、Ge 中的主要掺杂杂质及其作用？3、什么叫金属-半导体的整流接触和欧姆接触，形成欧姆接触的主要方法有那些？4、为什么金属与重掺杂半导体接触可以形成欧姆接触？ P-N 部分5、什么叫pn 结的势垒电容？分析势垒电容的主要的影响因素及各因素导致垒电容大小变化的趋势。
6、什么是pn 结的正向注入和反向抽取？7、pn 结在正向和反向偏置的情况下，势垒区和载流子运动是如何变化的？8、简述pn 结雪崩击穿、隧道击穿和热击穿的机理．9、什么叫二极管的反向恢复时间，提高二极管开关速度的主要途径有那些？10、如图1所示，请问本PN 结的偏压为正向，还是反向？准费米能级形成的主要原因? PN 结空间电荷区宽度取决的什么因素，对本PN 结那边空间电荷区更宽？图1 pn结的少子分布和准费米能级三极管部分11、何谓基区宽变效应？12、晶体管具有放大能力需具备哪些条件？13、怎样提高双极型晶体管的开关速度？14、双极型晶体管的二次击穿机理是什么？15、如何扩大晶体管的安全工作区范围？16、详细分析PN结的自建电场、缓变基区自建电场和大注入自建电场的异同点。
17、晶体管的方向电流I CBO、I CEO是如何定义的？二者之间有什么关系？18、高频时，晶体管电流放大系数下降的原因是什么？19、如图2所示，请问双极型晶体管的直流特性曲线可分为哪些区域，对应图中的什么位置？各自的特点是什么?从图中特性曲线的疏密程度，总结电流放大系数的变化趋势，为什么？图2 双极型晶体管共发射极直流输出特性曲线20、如图3所示，对于一个N +PN -N +结构的双极晶体管，随着集电极电流的增大出现了那种效应？请详细描述图3（a-c ）曲线的形成的过程。
半导体器件物理复习题答案
半导体器件物理复习题答案一、选择题1. 半导体材料中，导电性介于导体和绝缘体之间的是：A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体答案：C2. PN结形成后，其空间电荷区的电场方向是：A. 由N区指向P区B. 由P区指向N区C. 垂直于PN结界面D. 与PN结界面平行答案：B3. 在室温下，硅的本征载流子浓度大约是：A. \(10^{10}\) cm\(^{-3}\)B. \(10^{12}\) cm\(^{-3}\)C. \(10^{14}\) cm\(^{-3}\)D. \(10^{16}\) cm\(^{-3}\)答案：D二、简答题1. 解释什么是PN结，并简述其工作原理。
答案：PN结是由P型半导体和N型半导体接触形成的结构。
P型半导体中空穴是多数载流子，N型半导体中电子是多数载流子。
当P型和N型半导体接触时，由于扩散作用，空穴和电子会向对方区域扩散，形成空间电荷区。
在空间电荷区，由于电荷的分离，产生一个内建电场，这个电场的方向是从N区指向P区。
这个内建电场会阻止进一步的扩散，最终达到动态平衡，形成PN结。
2. 描述半导体中的扩散和漂移两种载流子运动方式。
答案：扩散是指由于浓度梯度引起的载流子从高浓度区域向低浓度区域的运动。
漂移则是指在外加电场作用下，载流子受到电场力的作用而产生的定向运动。
扩散和漂移共同决定了半导体中的电流流动。
三、计算题1. 假设一个PN结的内建电势差为0.7V，求其空间电荷区的宽度。
答案：设PN结的空间电荷区宽度为W，内建电势差为Vbi，则有：\[ V_{bi} = \frac{qN_{A}N_{D}}{2\varepsilon}W \] 其中，q是电子电荷量，\( N_{A} \)和\( N_{D} \)分别是P型和N型半导体中的掺杂浓度，\( \varepsilon \)是半导体的介电常数。
通过这个公式可以计算出空间电荷区的宽度W。
四、论述题1. 论述半导体器件中的载流子注入效应及其对器件性能的影响。
半导体物理学试题库完整
一．填空题1．能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的_________.引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的_________的作用。
（二阶导数.内部势场）2．半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________（即量子态按能量如何分布）和_________（即电子在不同能量的量子态上如何分布）。
（状态密度.费米分布函数）3．两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带________电.达到热平衡后两者的费米能级________。
（正.相等）4．半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央.其导带极小值位于________方向上距布里渊区边界约0.85倍处.因此属于_________半导体。
（[100]. 间接带隙）5．间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为_________；形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为________。
（弗仑克耳缺陷.肖特基缺陷）6．在一定温度下.与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为_________.高于费米能级2kT能级处的占据概率为_________。
（1/2.1/1+exp(2)）7．从能带角度来看.锗、硅属于_________半导体.而砷化稼属于_________半导体.后者有利于光子的吸收和发射。
（间接带隙.直接带隙）8．通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统.服从_________的电子系统称为简并性系统。
（玻尔兹曼分布.费米分布）9. 对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关.而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。
（温度.禁带宽度）10. 半导体的晶格结构式多种多样的.常见的Ge和Si材料.其原子均通过共价键四面体相互结合.属于________结构；与Ge和Si晶格结构类似.两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成_________和纤锌矿等两种晶格结构。
半导体物理试题库及答案
半导体物理试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 在半导体中，电子从价带跃迁到导带所需能量的最小值称为：A. 禁带宽度B. 费米能级C. 载流子浓度D. 电子亲和能答案：A2. 下列哪种半导体材料的禁带宽度大于硅？A. 锗B. 砷化镓C. 硅D. 碳化硅答案：D3. PN结在正向偏置时，其导电性能主要取决于：A. 电子B. 空穴C. 杂质D. 复合答案：B4. 半导体器件中，二极管的导通电压通常为：A. 0.2VB. 0.7VC. 1.5VD. 3.3V答案：B5. 在半导体物理学中，霍尔效应可以用来测量：A. 载流子浓度B. 载流子迁移率C. 载流子类型D. 所有以上答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪些因素会影响半导体的载流子浓度？（多选）A. 温度B. 光照C. 杂质浓度D. 材料类型答案：ABCD2. 半导体器件的能带结构包括：A. 价带B. 导带C. 禁带D. 费米能级答案：ABC3. 下列哪些是半导体材料的特性？（多选）A. 导电性介于导体和绝缘体之间B. 导电性随温度升高而增加C. 导电性随光照强度增加而增加D. 导电性随杂质浓度增加而增加答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）1. 半导体材料的导电性可以通过掺杂来改变，其中掺入____类型的杂质可以增加载流子浓度。
答案：施主2. 在PN结中，当外加电压的方向与PN结内电场方向相反时，称为______偏置。
答案：反向3. 半导体材料的导电性随温度升高而______。
答案：增加4. 半导体器件的能带结构中，价带和导带之间的区域称为______。
答案：禁带5. 霍尔效应测量中，当载流子受到垂直于电流方向的磁场作用时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生______。
答案：霍尔电压四、简答题（每题5分，共10分）1. 简述半导体材料的导电机制。
答案：半导体材料的导电机制主要涉及价带中的电子获得足够能量跃迁到导带，从而成为自由电子，同时在价带中留下空穴。
半导体器件物理考试重点
一、选择题
1.半导体材料中最常用的元素是：
A.硅（正确答案）
B.铜
C.铁
D.铝
2.在半导体中，载流子主要包括：
A.电子和质子
B.电子和空穴（正确答案）
C.空穴和离子
D.质子和中子
3.PN结的正向偏置是指：
A.P区接高电位，N区接低电位（正确答案）
B.N区接高电位，P区接低电位
C.P区和N区都接高电位
D.P区和N区都接低电位
4.二极管的正向特性是指：
A.正向电压下，电流随电压指数增长（正确答案）
B.正向电压下，电流随电压线性增长
C.反向电压下，电流随电压指数增长
D.反向电压下，电流保持不变
5.MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的栅极电压主要控制：
A.源极和漏极之间的电阻（正确答案）
B.源极和栅极之间的电阻
C.漏极和栅极之间的电阻
D.源极、栅极和漏极之间的总电阻
6.在CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑电路中，主要利用的是：
A.二极管的单向导电性
B.MOSFET的开关特性（正确答案）
C.双极型晶体管的放大特性
D.JFET（结型场效应晶体管）的电压控制特性
7.半导体器件中的“阈值电压”是指：
A.使器件开始导电的最小电压（正确答案）
B.使器件达到最大导电能力的电压
C.器件正常工作时的电压范围
D.器件击穿时的电压
8.在半导体存储器中，DRAM（动态随机存取存储器）需要定期刷新是因为：
A.DRAM中的电容会漏电（正确答案）
B.DRAM的访问速度较慢
C.DRAM的存储容量较小
D.DRAM的制造成本较高。
半导体物理学试题及答案
半导体物理学试题及答案半导体物理学试题及答案(一) 一、选择题1、如果半导体中电子浓度等于空穴浓度，则该半导体以( A )导电为主;如果半导体中电子浓度大于空穴浓度，则该半导体以( E )导电为主;如果半导体中电子浓度小于空穴浓度，则该半导体以( C )导电为主。
A、本征B、受主C、空穴D、施主E、电子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、电子是带( B )电的( E );空穴是带( A )电的( D )粒子。
A、正B、负C、零D、准粒子E、粒子4、当Au掺入Si中时，它是( B )能级，在半导体中起的是( D )的作用;当B掺入Si中时，它是( C )能级，在半导体中起的是( A )的作用。
A、受主B、深C、浅D、复合中心E、陷阱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( A )。
A、相同B、不同C、无关6、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。
A、变大，变小 ;B、变小，变大;C、变小，变小;D、变大，变大。
7、砷有效的陷阱中心位置(B )A、靠近禁带中央B、靠近费米能级8、在热力学温度零度时，能量比EF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EF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09、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10、金属和半导体接触分为：( B )。
A、整流的肖特基接触和整流的欧姆接触B、整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触C、非整流的肖特基接触和整流的欧姆接触D、非整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触11、一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，若光照忽然停止t??后，其中非平衡载流子将衰减为原来的( A )。
(完整版)半导体器件物理试题库.docx
西安邮电大学微电子学系商世广半导体器件试题库常用单位：在室温（ T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为n i = 1.510×10/cm3电荷的电量 q= 1.6 ×10-19Cn2/V sp2/V s μ=1350 cmμ=500 cmε0×10-12F/m=8.854一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。
非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。
迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。
晶向：晶面：（二）填空题1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。
2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。
3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。
4．线缺陷，也称位错，包括、两种。
5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。
6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。
7．对于 N 型半导体，根据导带低E C和 E F的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。
8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。
9．在 Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷 4 种基本形式的电荷或能态。
10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。
（三）简答题1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？2．说明元素半导体Si 、 Ge中主要掺杂杂质及其作用？3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a，计算晶面（ 100）、（ 110）的面间距和原子面密度。
半导体器件物理 试题
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2． （1 分）对金属栅 MOS 电容的平带电压没．有．影．响．的是（ ）。
A) 半导体衬底掺杂浓度； B) 栅极金属材料的功函数； C) 环境温度； D) 栅氧化层厚度。
∫ VFB
= φms
−
Qss Cox
−
1 Cox
tox x ρ ( x)dx 0 tox
功函数差
qφms = Wm − Ws
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（ 装 订 线 内 不 要 答 题 ）
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D) 沟道区掺杂浓度下降，工作电压下降，关断电流下降；
短沟道效应：亚阈值摆幅变大，漏电流上升，氧化层厚度下降，沟道掺杂浓度上升。
（
装
订
线
A
内
不
要
答
题
）
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5． （1 分）正确描述增强型 NMOSFET 转移特性的图是 流的正方向）。
（总是假定流入漏端为电
A)
B)
C)
D)
C
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三、 判断正误（认为正确的打√，认为错误的打×）（10%）
一、 填空（30%）
1． （1 分）具有统一的费米能级是半导体电子系统处于（ 热平衡状态
）的标志。
2． （1 分）室温下掺杂浓度相同的 n-型硅半导体单晶材料和 p-型硅半导体单晶材料，电阻
率较高的是（ p 型
）。
3． （5 分）如图是两个 MOS 管栅极电容的测量曲线（横 坐标向右为栅压增加的方向）。Curve1, Curve2 对应 MOS 电容分别记做 MOS1，MOS2。则：测量曲线说明测量 的 是 （ NMOSFET ） 电 容 （ 填 NMOSFET 或 者 PMOSFET）；MOS1 的氧化层厚度（ 等于 ）MOS2 的 氧化层厚度；MOS1 的衬底掺杂浓度（ 大于 ）MOS2 的衬底掺杂浓度；MOS1 的阈值电压（ 大于 ）MOS2 的阈值电压；MOS1 的最大耗尽层宽度（ 小于 ）MOS2 的最大耗尽层宽度。
半导体器件物理复习题完整版
半导体器件物理复习题一． 平衡半导体： 概念题:1. 平衡半导体的特征（或称谓平衡半导体的定义）所谓平衡半导体或处于热平衡状态的半导体,是指无外界（如电压、电场、磁场或温度梯度等）作用影响的半导体.在这种情况下，材料的所有特性均与时间和温度无关. 2. 本征半导体：本征半导体是不含杂质和无晶格缺陷的纯净半导体。
3. 受主（杂质）原子：形成P 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅲ族元素）。
4. 施主（杂质）原子:形成N 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅴ族元素)。
5. 杂质补偿半导体：半导体中同一区域既含受主杂质又含施主杂质的半导体。
6. 兼并半导体:对N 型掺杂的半导体而言，电子浓度大于导带的有效状态密度，费米能级高于导带底（0F c E E ->）；对P 型掺杂的半导体而言，空穴浓度大于价带的有效状态密度。
费米能级低于价带顶(0F v E E -<)。
7. 有效状态密度:穴的有效状态密度。
8. 以导带底能量c E 为参考,导带中的平衡电子浓度：其含义是：导带中的平衡电子浓度等于导带中的有效状态密度乘以能量为导带低能量时的玻尔兹曼分布函数。
9. 以价带顶能量v E 为参考，价带中的平衡空穴浓度:其含义是：价带中的平衡空穴浓度等于价带中的有效状态密度乘以能量为价带顶能量时的玻尔兹曼分布函数。
10.11.12.13. 14. 本征费米能级Fi E ：是本征半导体的费米能级；本征半导体费米能级的位置位于禁带中央附g c v E E E =-。
？15. 本征载流子浓度i n ：本征半导体内导带中电子浓度等于价带中空穴浓度的浓度00i n p n ==.硅半导体,在300T K =时，1031.510i n cm -=⨯。
16. 杂质完全电离状态： 当温度高于某个温度时，掺杂的所有施主杂质失去一个电子成为带正电的电离施主杂质；掺杂的所有受主杂质获得一个电子成为带负电的电离受主杂质，称谓杂质完全电离状态。
半导体器件物理试卷及答案2套
《半导体器件物理》试卷（一）一、填空（共32分，每空2分）1、PN结电容可分为和两种，它们之间的主要区别。
2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压VT产生影响，具体地，对于短沟道器件对VT的影响为，对于窄沟道器件对VT的影响为。
3、在NPN型BJT中其集电极电流IC受电压控制，其基极电流IB受电压控制。
4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是。
5、PN结击穿的机制主要有等几种，其中发生雪崩击穿的条件为。
6、当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因有，和。
二、简述（共18分，每小题6分）1、Early电压V A。
2、截止频率f T。
3、耗尽层宽度W。
三、分析（共20分，每小题10分）1、对于PNP型BJT工作在正向有源区时载流子的输运情况；2、热平衡时突变PN结的能带图、电场分布，以及反向偏置后的能带图和相应的I-V特性曲线。
（每个图2分）四、计算推导（共30分，每小题15分）1、MOSFET工作在非饱和区时的Sah方程推导，并求解跨导g m和沟道电导g D，说明提高gm的具体措施；（每步2分，电导计算4分，措施3分）2、在NPN双极型晶体管正向有源区工作时，，，试求该器件正向电流增益，并说明提高的几种途径。
其中，，。
（计算推导9分，措施6分）《半导体器件物理》试卷（二）一、填空（共24分，每空2分）1、PN结电击穿的产生机构两种；2、双极型晶体管中重掺杂发射区目的；3、晶体管特征频率定义；4、P沟道耗尽型MOSFET阈值电压符号；5、MOS管饱和区漏极电流不饱和原因；6、BV CEO含义；7、MOSFET短沟道效应种类；8、扩散电容与过渡区电容区别。
二、简述（共20分，每小题5分）1、内建电场；2、发射极电流集边效应；3、MOSFET本征电容；4、截止频率。
三、论述（共24分，每小题8分）1、如何提高晶体管的开关速度？2、BJT共基极与共射极输出特性曲线的比较。
半导体物理学试题及答案
半导体物理学试题及答案半导体物理学试题及答案(一) 一、选择题1、如果半导体中电子浓度等于空穴浓度，则该半导体以( A )导电为主;如果半导体中电子浓度大于空穴浓度，则该半导体以( E )导电为主;如果半导体中电子浓度小于空穴浓度，则该半导体以( C )导电为主。
A、本征B、受主C、空穴D、施主E、电子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、电子是带( B )电的( E );空穴是带( A )电的( D )粒子。
A、正B、负C、零D、准粒子E、粒子4、当Au掺入Si中时，它是( B )能级，在半导体中起的是( D )的作用;当B掺入Si中时，它是( C )能级，在半导体中起的是( A )的作用。
A、受主B、深C、浅D、复合中心E、陷阱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( A )。
A、相同B、不同C、无关6、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。
A、变大，变小 ;B、变小，变大;C、变小，变小;D、变大，变大。
7、砷有效的陷阱中心位置(B )A、靠近禁带中央B、靠近费米能级8、在热力学温度零度时，能量比EF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EF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09、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10、金属和半导体接触分为：( B )。
A、整流的肖特基接触和整流的欧姆接触B、整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触C、非整流的肖特基接触和整流的欧姆接触D、非整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触11、一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，若光照忽然停止t??后，其中非平衡载流子将衰减为原来的( A )。
半导体物理期末试题
半导体物理期末试题半导体物理期末试题一、选择题（每题2分，共10题）1. 半导体是指能够_________________。
a. 导电b. 断电c. 绝缘2. 当 pn 结加正向电压时，常称之为______________。
a. 正向偏置b. 反向偏置c. 断电3. 半导体在常温下的禁带宽度约为____________。
a. 1eVb. 2eVc. 3eV4. 在掺杂半导体中，如果放入的掺杂杂质种类与基体元素种类相同，称之为____________掺杂；如果放入的掺杂杂质种类与基体元素种类不相同，称之为_____________掺杂。
a. n型，p型b. p型，n型c. p型，n型5. 热电偶是基于热电效应原理制成的一种__________________。
a. 温度计b. 电阻c. 电流6. 三极管是由__________结构组成的器件。
a. pnb. npnc. pnp7. 共振器中的谐振腔是一种具有特定_______________的装置。
a. 质量b. 尺寸c. 温度8. 半导体二极管的有效特性方程为_________________。
a. I = I0 * (e^(qU / kT) - 1)b. I = I0 * (e^(qU / n) - 1)c. I = I0 * (e^(q / nU) - 1)9. 在正向偏置的二极管中，当二极管正向电流增大时，二极管正向电压__________。
a. 增大b. 减小c. 不变10. 碳化硅是一种常用的_________________。
a. 反射镜材料b. 金刚砂c. 陶瓷材料二、简答题（每题10分，共4题）1. 简述 pn 结的形成原理与特性。
2. 简述半导体的掺杂原理与类型。
3. 简述三极管的工作原理及其应用领域。
4. 什么是谐振腔？举例说明谐振腔的应用。
三、计算题（每题20分，共2题）1. 已知在一个p型半导体中，施主杂质浓度为1e18，扩散深度为10um，施主杂质扩散系数为1e-3cm^2/s，求施主杂质扩散的时间。
半导体器件与物理试题
西安电子科技大学考试时间 120 分钟试 题 （A ）班级 学号 姓名 任课教师 贾新章、游海龙一、(20分)名词解释(1) 单边突变结 (2) 大注入(3) 基区自偏压效应(4) 发射极电流集边效应 (5) 小信号 (6) 雪崩击穿二、(16分) 对PN 结解连续性方程基于哪几个基本假设得到下述I －V 特性？I ＝A()1e )(L p qD L n qD kT qVpn p np n 0-+请说明实际伏安特性与上述表达式给出的理想伏安特性的主要差别以及导致这些差别的主要原因（只要求说明原因，不要求具体解释）。
三、(16分)(1) 说明实际双极晶体管共射极电流放大系数β0随直流工作电流I C以及偏置电压V CE 变化的趋势。
(2) 绘制能表现这种变化趋势的I C －V CE 输出特性曲线示意图。
(3) 是哪些物理效应导致β0与I C 、V CE 有关？（只要说明是什么物理效应，不要求解释）四、(16分)：双极晶体管特征频率与晶体管结构参数的关系如下式所示：f T ≈)C R 2x D 2W C r (21TC C dcmcnb2bTE e +ν++π(1) 说明分母括号中每一项（注意：不是每个参数）代表什么时常数； (2) 结合上述表达式，说明提高双极晶体管特征频率的主要措施。
五、(16分)下图是PN 结隔离双极集成电路中多发射极条NPN 晶体管埋层、隔离、基区、发射区、引线孔（已填充灰色）几个层次的版图图形。
(1)说明采用多发射极条结构的优点和缺点。
(2) 请在版图中标注出埋层、隔离、基区、发射区层次的图形。
(3) 说明确定发射区图形的长度和宽度、N －外延层的电阻率和外延层厚度时需要考虑什么问题。
六、(16分)(1) 说明PN 结二极管模型和模型参数描述中 “面积因子”的含义以及采用“面积因子”的作用；(2) 说明PN 结二极管模型参数IS 、RS 、CJ0、TT 、BV 、IBV 的含义。
(完整版)半导体器件物理试题库.docx
西安邮电大学微电子学系商世广半导体器件试题库常用单位：在室温（ T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为n i = 1.510×10/cm3电荷的电量 q= 1.6 ×10-19Cn2/V sp2/V s μ=1350 cmμ=500 cmε0×10-12F/m=8.854一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。
非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。
迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。
晶向：晶面：（二）填空题1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。
2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。
3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。
4．线缺陷，也称位错，包括、两种。
5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。
6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。
7．对于 N 型半导体，根据导带低E C和 E F的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。
8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。
9．在 Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷 4 种基本形式的电荷或能态。
10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。
（三）简答题1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？2．说明元素半导体Si 、 Ge中主要掺杂杂质及其作用？3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a，计算晶面（ 100）、（ 110）的面间距和原子面密度。
半导体器件物理习题集
第二章一、分别采用费米能级和载流子扩散与漂移的观点分析结空间电荷区的形成。
答：假设在形成结之前N 型和P 型材料在实体上是分离的。
在N 型材料中费米能级靠近导带边缘，在P 型材料中费米能级靠近价带边缘，当P 型材料和N 型材料被连接在一起时，费米能级在热平衡时必定恒等，否则，就要流过电流。
恒定费米能级的条件是由电子从N 型一边转移至P 型一边，空穴则沿相反方向转移实现的。
电子和空穴的转移在N 型和P 型各边分别留下未被补偿的施主离子和受主离子 和。
结果建立了两个电荷层即空间电荷区。
+d N −a N 另一方面，也可以通过考虑载流子的扩散和漂移得到这种电荷分布。
当把N 型和P 型材料放在一起时，由于在P 型材料中有多得多的空穴，它们将向N 型一边扩散。
与此同时，在N 型一边的电子将沿着相反的方向扩散，即由N 型区向P 型区扩散。
由电子和空穴扩散留下的未被补偿的施主和受主离子建立了一个电场。
这一电场是沿着抵消载流子扩散趋势的方向在热平衡时，载流子的漂移运动正好和载流子的扩散运动相平衡，电子和空穴的扩散与漂移在N 型和P 型各边分别留下未被补偿的施主离子和受主离子。
结果建立了两个电荷层即空间电荷区。
+d N −a N 二、PN 结有哪些主要的击穿机制，并简述其击穿机理。
答：齐纳击穿：齐纳提出在高电场下耗尽区的共价键断裂产生电子和空穴，即有些价电子通过量子力学的隧道效应从价带转移到导带，从而形成反向隧道电流。
齐纳击穿发生在低电压情况下，比如硅PN 结低于4伏特情况下发生的击穿。
雪崩击穿：在高电压形成的高电强作用下，加速后的电子、空穴会与其它电子空穴碰撞电离，从而不断产生更多的电子空穴对。
对于高电压击穿的结，例如，在硅中大于6V 的击穿，雪崩机制是产生击穿的原因。
三、利用中性区电中性条件导出PN 结空间电荷区内建电势差公式。
四、简述隧道二极管的产生条件及其特点。
答：产生隧道电流的条件：（1） 费米能级位于导带或价带的内部；（2） 空间电荷层的宽度很窄，因而有高的隧道穿透几率；（3） 在相同的能量水平上在一侧的能带中有电子而在另一侧的能带中有空的状态。
半导体器件物理习题--整理
8. 给定一个未知掺杂的硅晶样品，霍耳测量提供了以下的 信息：W = 0.05 cm，A = 1.610-3 cm2（参考图8），I = 2.5 mA，且磁场为30T（1特斯拉（T）= 10-4 Wb/cm2）。若测 量出的霍耳电压为 +10 mV，求半导体样品的霍耳系数、导 体型态、多数载流子浓度、电阻率及迁移率。
(2) 常温情况（T=300K） EC -EF = kT ln(n/ni)= 0.0259ln(ND/ni) = 0.205 eV
(3) 高温情况（T=600K） 根据图2.22可看出ni =3X1015 cm-3，已接近施主浓度 EF -Ei = kT ln(n/ni) = 0.0518ln(ND/ni) = 0.0518ln3.3=0.06eV
(1) 低温情况（77K） 由于低温时，热能不 足以电离施主杂质，大部 分电子仍留在施主能级， 从而使费米能级很接近施 主能级，并且在施主能级 之上。（此时，本征载流 子浓度远小于施主浓度）
EC ED kT ND EF ln 0.027 0.022 0.005eV 2 2 2 NC
电势差：
U E ( x)dx
0
L
kT ( N L N D ) L 1 dx 0 qL N 0 ( N L N D )( x ) L kT N L ln q N0
ND
n电离
ND 1016 5.34105 cm3 EF ED [( EC 0.0459 ) ( EC 0.045 )]1.610 19 1 exp( kT ) 1 exp 1.3810 23 77
n中性 (1 0.534) 1016 0.873 16 n电离 0.53410
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1.P-N结雪崩击穿、隧道击穿和热击穿的原理
2.简述晶体管开关的原理
3.简述晶体管4个频率参数的定义并讨论它们之间的大小关系
4.简述弗仑克耳缺陷和肖特基缺陷的特点、共同点和关系
5.以NPN型晶体管为例，试论述晶体管在不同工作模式下基区少数载流子分
布特征及与晶体管输出特性间的关系
6.请阐述MOSFET的基本结构并结合示意图说明在不同外置电压情况下其工
作状态和输出特性
7.叙述非平衡载流子的产生和复合过程，并描述影响非平衡载流子寿命的因素
8.论述在外加直流电压下P-N结势垒的变化、载流子运动以及能带特征
9.试叙述P-N结的形成过程以及P-N结外加电压时其单向导电特征
10.何谓截止频率、特征频率及振荡频率，请叙述共发射极短路电流放大系数与
频率间的关系
11.请叙述晶体管四种工作模式并分析不同模式下基区少数载流子的分布特征
12.请画出P型半导体理想MOS的C-V曲线，并叙述曲线在不同外加电信号作
用下的曲线特征及原因
13.影响MOS的C-V特性的因素有哪些？它们是如何影响C-V曲线的
14.MOS中硅-二氧化硅，二氧化硅层中有哪些影响器件性能的不利因素
15.介绍MIS结构及其特点，并结合能带变化论述理想MIS结构在加不同偏压
时半导体表面特征
16.晶体管具备放大能力须具备哪些条件
17.饱和开关电路和非饱和开关电路的区别（各自有缺点）是什么
18.简述势垒区正负空间电荷区的宽度和该区杂质浓度的关系
19.结合能带图简述绝缘体、半导体及导体的导电能力
20.说明晶体管具有电信号放大能力的条件并画出不同情况下晶体管的输入输
出曲线并描述其特征
21.请画图并叙述晶体管电流放大系数与频率间的关系
22.请画出MOSFET器件工作中的输出特性及转移特性曲线并描述其特征
23.请叙述双极型晶体管和场效应晶体管的工作原理及区别
24.画出CMOS倒相器的工作图并叙述其工作原理
25.提高双极型晶体管功率增益的途径有哪些
26.请描述双极型晶体管大电流特性下的三个效应
27.画出共基极组态下的晶体管输入及输出特性曲线。