半导体物理样卷 SEU
《半导体物理学》期末考试试卷(A卷)-往届
2010–2011学年第一学期期末考试试卷（A 卷）
开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟
注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线； 2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线； 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。 一、填空题（共30分，每空1分） 1、半导体中有 电子 和 空穴 两种载流子，而金属中只有 电子 一种载流子。 2、杂质原子进入材料体内有很多情况，常见的有两种，它们是 替代式 杂质和间隙式 杂质。 1、 3、根据量子统计理论，服从泡利不相容原理的电子遵从费米统计率，对于能量为E 的一个量子态，被一个电子占据的概率为()f E ，表达式为 ，
()f E 称为电子的费米分布函数，它是描写 在热平衡状态下，电子在允许
的量子态上如何分布 的一个统计分布函数。当0F E E k T ->>时，费米分布函数转化为
()B f E ，表达式为 ，()B f E 称为电子的玻尔兹曼分布函数。在
0F E E k T ->>时，量子态被电子占据的概率很小，这正是玻尔兹曼分布函数适用的范
围。费米统计率与玻尔兹曼统计率的主要差别在于 前者受泡利不相容原理的限制 ，而在0F E E k T ->>的条件下，该原理失去作用，因而两种统计的
结果变成一样了。 4、在一定温度下，当没有光照时，一块n 型半导体中， 电子 为多数载流子， 空穴 是少数载流子，电子和空穴的浓度分别为0n 和0p ，则0n 和0p 的关系为 大于 ，当用g h E ν>>（该半导体禁带宽度）的光照射该半导体时，光子就能把价带电子激发到导带上去，此时会产生 电子空穴对 ，使导带比平衡时多出一部分电子n ，价带比平衡时多出一部分空穴p ，n 和p 的关系为 ，
半导体物理试卷知识点
一、名词解释（本大题共5题 每题4分，共20分）
1. 受主能级：通过受主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级。正常情况下，此能级为空穴所占据，这个被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。
2. 直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为直接复合。
3. 空穴：当满带顶附近产生P 0个空态时，其余大量电子在外电场作用下所产生的电流，可等效为P 0个具有正电荷q 和正有效质量m p ，速度为v (k )的准经典粒子所产生的电流，这样的准经典粒子称为空穴。
4. 过剩载流子：在光注入、电注入、高能辐射注入等条件下，半导体材料中会产生高于热平衡时浓度的电子和空穴，超过热平衡浓度的电子△n=n-n 0和空穴△p=p-p 0称为过剩载流子。
5.费米能级与化学势：费米能级表示等系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统中增加一个电子所引起系统自由能的变化，等于系统的化学势。处于热平衡的系统有统一的化学势。这时的化学势等于系统的费米能级。费米能级和温度、材料的导电类型杂质含量、能级零点选取有关。费米能级标志了电子填充能级水平。费米能级位置越高，说明较多的能量较高的量子态上有电子。随之温度升高，电子占据能量小于费米能级的量子态的几率下降，而电子占据能量大于费米能级的量子态的几率增大。
二、选择题（本大题共5题 每题3分，共15分）
1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ）
A. 平衡载流子浓度成正比
B. 非平衡载流子浓度成正比
C. 平衡载流子浓度成反比
半导体物理试卷及答案
《半导体物理》课程考试试卷（A ）
开课二级学院: , 考试时间: 年____月____日时
考试形式：闭卷√、开卷□, 允许带计算器入场
一、选择题（每小题2分, 共10分）
1.室温下一硫化镉样品的可动载流子密度为, 迁移率为, 则此样品的电导率是。
A. 16
B. 17
C. 18
D. 19
2.一块长的硅片, 横截面是, 用于测量电子迁移率。已知掺杂浓度为, 测得电阻值为, 则其电子迁移率为。
A. 1450
B. 550
C. 780
D. 1390
3.室温下, 费米分布函数在处的值为
A. 0
B. 0.5
C. 0.56
D. 1
4.对某块掺杂硅材料在整个温度范围内测量霍尔系数, 结果均为, 则该材料的导电类型为
A. N型
B. P型
C. 本征
D. 不确定
5.一个零偏压下的PN结电容, 每单位面积的耗尽层电容, 硅的介电常数为, 则耗尽层宽度是
A. B. C. D.
二、判断题（每小题2分, 共10分）
1.载流子的扩散运动产生漂移电流。（）
2.简并化半导体的主要特点是掺杂浓度很低。（）
3.SiC是宽带隙的半导体材料。（）
4.弗仑克尔缺陷是指空位和间隙原子成对出现的缺陷。（）
5.对于窄禁带半导体材料, 热电击穿是重要的击穿机制。（）
三、填空题（每空2分, 共10分）
1.有效的陷阱中心能级在附近。
2.一定温度下, 非简并半导体的热平衡载流子浓度的乘积= 。
3.最初测出载流子有效质量的实验名称是。
4.金属半导体接触可分为两类, 分别是和欧姆接触。
5.不含任何杂质和缺陷的理想半导体称为半导体。
四、名词解释（每小题4分, 共8分）
半导体物理试卷知识点
一、名词解释（本大题共5题 每题4分，共20分）
1. 受主能级：通过受主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级。正常情况下，此能级为空穴所占据，这个被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。
2. 直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为直接复合。
3. 空穴：当满带顶附近产生P 0个空态时，其余大量电子在外电场作用下所产生的电流，可等效为P 0个具有正电荷q 和正有效质量m p ，速度为v (k )的准经典粒子所产生的电流，这样的准经典粒子称为空穴。
4. 过剩载流子：在光注入、电注入、高能辐射注入等条件下，半导体材料中会产生高于热平衡时浓度的电子和空穴，超过热平衡浓度的电子△n=n-n 0和空穴△p=p-p 0称为过剩载流子。
5.费米能级与化学势：费米能级表示等系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统中增加一个电子所引起系统自由能的变化，等于系统的化学势。处于热平衡的系统有统一的化学势。这时的化学势等于系统的费米能级。费米能级和温度、材料的导电类型杂质含量、能级零点选取有关。费米能级标志了电子填充能级水平。费米能级位置越高，说明较多的能量较高的量子态上有电子。随之温度升高，电子占据能量小于费米能级的量子态的几率下降，而电子占据能量大于费米能级的量子态的几率增大。
二、选择题（本大题共5题 每题3分，共15分）
1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ）
A. 平衡载流子浓度成正比
B. 非平衡载流子浓度成正比
C. 平衡载流子浓度成反比
资料：半导体物理试卷-A卷答案
电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 学期期 末 考试
一、选择题（共25分，共 25题，每题1 分） 1、本征半导体是指（ A ）的半导体。
A. 不含杂质和缺陷
B. 电阻率最高
C. 电子密度和空穴密度相等
D. 电子密度与本征载流子密度相等
2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（ D ）。
A. 不含施主杂质
B. 不含受主杂质
C. 不含任何杂质
D. 处于绝对零度
3、对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级E F 随温度上升而（ D ）。
A. 单调上升
B. 单调下降
C. 经过一个极小值趋近Ei
D. 经过一个极大值趋近Ei
4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（ C ）。 A. 金属 B. 本征半导体 C. 掺杂半导体 D. 高纯化合物半导体
5、公式*/m q τμ
=中的τ
是半导体载流子的（ C ）。
A. 迁移时间
B. 寿命
C. 平均自由时间
D. 扩散时间
6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（ A ） A. 含硼1×1015
cm -3
的硅 B. 含磷1×1016
cm -3
的硅 C. 含硼1×1015
cm -3
，磷1×1016
cm -3
的硅 D. 纯净的硅
7、室温下，如在半导体Si 中，同时掺有1×1014
cm -3
的硼和1.1×1015
cm -3
的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级为（ G ）。将该半导体由室温度升至570K ，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级为（ I ）。（已知：室温下，n i ≈1.5×1010
半导体物理期末试卷(含部分答案
半导体物理期末试卷(含部分答案
半导体物理,考试,复习,试卷
一、填空题
1．纯净半导体Si中掺错误！未找到引用源。族元素的杂质，当杂质电离时释放电子。这种杂质称施主杂质；相应的半导体称N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做扩散运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做漂移运动。
3．nopo=ni2标志着半导体处于平衡状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积nopo改变否？不变；当温度变化时，nopo改变否？改变。
4．非平衡载流子通过复合作用而消失，非平衡载流子的平均生存时间叫做寿命τ，寿命τ与复合中心在禁带中的位置密切相关，对于强p型和强n型材料，小注入时寿命τn为，寿命τp为5．迁移率是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，扩散系数是反映有浓度梯度时载n
爱因斯坦关系式。
6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射和晶格振动散射。前者在电离施主或电离受主形成
的库伦势场下起主要作用，后者在温度高下起主要作用。7．半导体中浅能级杂质的主要作用是影响半导体中载流子浓度和导电类型；深能级杂质所起的主要作用对载流子进行复合作用。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲含铝1015cm-3 乙. 含硼和磷各1017 cm-3 丙含镓1017 cm-3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是乙甲丙。样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙。费米能级由高到低的顺序是乙甲丙。
9．对n型半导体，如果以EF和EC的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那么
EC EF 2k0T
半导体试卷(经典考题)
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……
电子科技大学二零一零至二零一一学年第一学期期末考试
1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ）
A. 平衡载流子浓度成正比
B. 非平衡载流子浓度成正比
C. 平衡载流子浓度成反比
D. 非平衡载流子浓度成反比
2．有3个硅样品，其掺杂情况分别是：
甲．含铝1×10-15cm-3乙.含硼和磷各1×10-17cm-3丙.含镓1×10-17cm-3
室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是（C ）
A.甲乙丙
B. 甲丙乙
C. 乙甲丙
D. 丙甲乙
3．题2中样品的电子迁移率由高到低的顺序是（ B ）
4．题2中费米能级由高到低的顺序是（ C ）
5. 欧姆接触是指（ D ）的金属一半导体接触
A. W
ms = 0 B. W
ms
< 0
C. W
ms
> 0 D. 阻值较小且具有对称而线性的伏安特性
6．有效复合中心的能级必靠近( A )
A.禁带中部
B.导带
C.价带
D.费米能级
7．当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时，其小注入下的少子寿命正比于（C ）
A.1/n0
B.1/△n
C.1/p0
D.1/△p
8．半导体中载流子的扩散系数决定于其中的( A )
A.散射机构
B. 复合机构
C.杂质浓变梯度
D.表面复合速度
9．MOS 器件绝缘层中的可动电荷是（ C ）
A. 电子
B. 空穴
C. 钠离子
D. 硅离子
10．以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是（ D ）
A. Si
B. Ge
C. GaAs
D. GaN
二、解释并区别下列术语的物理意义（30 分，7+7+8+8，共4 题）
最新半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题
1．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？ 不变 ；当温度变化时，n o p o 改变否？ 改变 。
4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 .
5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 q
n
n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。
6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。 7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。
半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题
1．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否 不
变 ；当温度变化时，n o p o 改变否 改变 。
4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 .
5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 q
n n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。 6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。
7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。
半导体物理期末考试试卷及答案解析
安徽大学20 09—20 10学年第 一 学期
《 半导体物理学 》考试试卷（B 卷）
（闭卷 时间120分钟）
一、选择题（每小题2分，共20分） 1.本征半导体是指( )的半导体。 A. 不含杂质和缺陷 B. 电子浓度和空穴浓度相等 C. 电阻率高
D. 电子浓度与本征载流子浓度相等
2.关于Si 的能带特征，以下描述错误的是( )。 A. 导带底位于六个等效的<100>方向B. 价带顶位于布里渊区中心C. Si 是直接带隙半导体
D. 导带底附件的等能面是旋转椭球面
3.导带底附件的状态密度为()c g E ，电子占据能级E 的几率为()B f E ，则导带电子浓度为( )。
A. ()()c B g E f E
B. ()()c B g E f E dE
C.
()c
Ec c E g E dE ′
∫
D.
()()c
Ec c B E g E f E dE
′
∫
4.简并半导体是指( )的半导体。 A. (E c －E F )或(E F -E v )≤0 B. (E c －E F )或(E F -E v )≥0
C. 能使用玻尔兹曼近似计算载流子浓度
D. 导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子
5.对于n 型非简并半导体，
在饱和区，电阻率随温度上升而增加，可能的原因是( )。 A. 电离杂质的散射增强 B. 晶格振动散射增强
题 号一
二
三
四
五
六
七
总分
得 分阅卷人
院/系 年级 专业 姓名 学号
答 题 勿 超 装 订 线 ------------------------------装---------------------------------------------订----------------------------------------线----------------------------------------
(完整word版)半导体物理器件期末考试试题(全)
半导体物理器件原理（期末试题大纲）
指导老师：陈建萍
一、简答题（共6题，每题4分）。
代表试卷已出的题目
1、耗尽区：半导体内部净正电荷与净负电荷区域，因为它不存在任何可动的电荷,为耗尽区（空间电荷区的另一种称呼）。
2、势垒电容：由于耗尽区内的正负电荷在空间上分离而具有的电容充放电效应，即反偏Fpn结的电容。
3、Pn结击穿：在特定的反偏电压下,反偏电流迅速增大的现象。
、欧姆接触：金属半导体接触电阻很低,且在结两边都能形成电流的接触.
5、饱和电压：栅结耗尽层在漏端刚好夹断时所加的漏源电压。
、阈值电压：达到阈值反型点所需的栅压。
、基区宽度调制效应：随C-E结电压或C-B结电压的变化，中性基区宽度的变化。
8、截止频率:共发射极电流增益的幅值为1时的频率。
9、厄利效应:基带宽度调制的另一种称呼(晶体管有效基区宽度随集电结偏置电压的变化而变化的一种现象）
10、隧道效应：粒子穿透薄层势垒的量子力学现象。
11、爱因斯坦关系：扩散系数和迁移率的关系:
12、扩散电容：正偏pn结内由于少子的存储效应而形成的电容.
、空间电荷区:冶金结两侧由于n区内施主电离和p区内受主电离而形成的带净正
电荷与净负电荷的区域.
14、单边突变结:冶金结的一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的pn结。
15、界面态：氧化层—-半导体界面处禁带宽度中允许的电子能态。
16、平带电压:平带条件发生时所加的栅压,此时在氧化层下面的半导体中没有空间电荷区。
17、阈值反型点：反型电荷密度等于掺杂浓度时的情形.
18、表面散射:当载流子在源极和源漏极漂移时,氧化层--半导体界面处载流子的电场吸引作用和库伦排斥作用.
半导体物理试题
姓名：班级：学号：
密封线 请在本线宽度范围内出题
3、深能级杂质
4、费米能级
5、本征激发
三、简答题（每题6分，共30分）
1、从带隙及载流子占据的能级等方面说明导体、半导体和绝缘体的导电性。
2、简述光伏材料和半导体材料的区别和联系。
3、以Si 在GaAs 中的行为为例，说明IV 族杂质在III-V 族化合物中可能出现的双性行为及电子浓度 随杂质浓度的变化。
4、画图并简要说明N 型半导体中电子浓度随温度变化的趋势。
5、什么是直接带隙半导体和间接带隙半导体，有何区别？ 四、计算题(每题10分,共20分)
1、在室温300K 下，锗的有效态密度1931.0510/C N cm =⨯，1835.710/V N cm =⨯。计算77K 时的C N 和V N 。
2、有一块掺磷的n 型硅，N D =1015cm -3，计算温度为500K 时导带中电子浓度n 0及价带中空穴浓度p 0
（已知500K 时硅本征载流子浓度n i=3.5×1014cm -3）。
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半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题
1．纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。
2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。
3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？
不变 ；当温度变化时，n o p o 改变否？ 改变 。
4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 .
5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 q
n n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。 6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。
7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。
半导体物理学期中考试试卷
《半导体物理学》期中试卷
一、填空题
1、半导体中有和两种载流子，而金属中只有一种载流子。
2、根据量子统计理论，服从泡利不相容原理的电子遵从费米统计率，对于能量为E的一个量子态，被一个电子占据的概率，表达式为。
3、半导体与导体最大的差别，半导体与绝缘体最大差别。
4、本征半导体定义为：；
5、杂质原子进入材料体内有很多情况，常见的有两种，它们是杂质和杂质；通常小的杂质原子容易形成杂质，而具有与本体材料类似电子结构的杂质原子容易形成杂质；
6、施主杂质电离后向带释放，在材料中形成局域的电中心；受主杂质电离后带释放，在材料中形成电中心。
7、半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是和。前者在下起主要作用，后者在下起主要作用。
8、掺有某种杂质的半导体的载流子浓度和费米能级由和决定。
9、半导体材料我们有时把它们分为非简并半导体材料和简并半导体材料，差异在于。
10、热平衡时，半导体中电子浓度与空穴浓度之积为常数，它只与
有关，而与、无关。
11、半导体的禁带宽度随温度的升高而__________；本征载流子浓度随禁带宽度的增大而__________。
12、半导体中浅能级杂质的主要作用是；深能级杂质所起的主要作用。
判断题
与半导体相比，绝缘体的价带电子激发到导带所需要的能量比半导体的大。（）
砷化稼是直接能隙半导体，硅和锗是间接能隙半导体。（）
室温下，对于某n型半导体，其费米能级在其本征半导体的费米能级之下。（）
4、在热力学温度零度时，能量比小的量子态被电子占据的概率为100%，如果温度大于热力学温度零度时，能量比小的量子态被电子占据的概率为小于50%。（）
半导体物理期末试卷含部分答案
一、填空题
1.纯净半导体Si 中掺V 族元素的杂质,当杂质电离时释放 电子 。这种杂质称 施主 杂质;相应的半导体称 N 型半导体。
2.当半导体中载流子浓度的分布不均匀时,载流子将做 扩散 运动;在半导体存在外加电压情况下,载流子将做 漂移 运动。
3.n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态,当半导体掺入的杂质含量改变时,乘积n o p o 改变否？
不变 ;当温度变化时,n o p o 改变否？ 改变 。
4.非平衡载流子通过 复合作用 而消失, 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ,寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关,对于强p 型与 强n 型材料,小注入时寿命τn 为 ,寿命τp 为 、
5. 迁移率 就是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量, 扩散系数 就是反映有浓度梯度时载流子运动难易程度的物理量,联系两者的关系式就是 q
T n n 0=μ ,称为 爱因斯坦 关系式。 6.半导体中的载流子主要受到两种散射,它们分别就是电离杂质散射 与 晶格振动散射 。前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用,后者在 温度高 下起主要作用。
7.半导体中浅能级杂质的主要作用就是 影响半导体中载流子浓度与导电类型 ;深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。
8、有3个硅样品,其掺杂情况分别就是:甲 含铝1015cm -3 乙、 含硼与磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下,这些样品的电阻率由高到低的顺序就是 乙 甲 丙 。样品的电子迁移率由高到低的顺序就是甲丙乙 。费米能级由高到低的顺序就是 乙> 甲> 丙 。
半导体物理试卷_样本2
半导体物理课程考试题卷（120分钟）
一、选择填空（含多选题）（30分）
1、与半导体相比较，绝缘体的价带电子激发到导带所需的能量（）；
A、比半导体的大，
B、比半导体的小，
C、与半导体的相等。
2、室温下，半导体Si掺硼的浓度为1014cm-3，同时掺有浓度为1.1×1015cm-3的磷，则电子浓度约为（），空穴浓度为（），费米能级为（）；将该半导体由室温度升至570K，则多子浓度约为（），少子浓度为（），费米能级为（）。（已知：室温下，n
i
≈1.5×1010cm-3，570K
时，n
i
≈2×1017cm-3）
A、1014cm-3
B、1015cm-3
C、1.1×1015cm-3
D、2.25×105cm-3
E、1.2×1015cm-3
F、2×1017cm-3
G、高于E
i H、低于E
i
I、等于E
i
3、施主杂质电离后向半导体提供（），受主杂质电离后向半导体提供（），本征激发后向半导体提供（）；
A、空穴，
B、电子。
4、对于一定的p型半导体材料，掺杂浓度降低将导致禁带宽度（），本征流子浓度（），功函数（），迁移率（）；
A、增加，
B、不变，
C、减少。
5、对于一定的n型半导体材料，温度一定时，减少掺杂浓度，将导致（）靠近E
i
；
A、E
c ， B、E
v
，
C、E
g ， D、E
F
。
6、热平衡时，半导体中的电子浓度与空穴浓度之积为常数，它只与（）有关，而与（）无关；
A、杂质浓度
B、杂质类型
C、禁带宽度，
D、温度。
7、当施主能级E
D 与费米能级E
F
相等时，电离施主的浓度为施主浓度的（）倍；
A 、1，
B 、1/2，
C 、1/3，
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东南大学考试卷（卷）Array课程名称半导体物理考试学期得分
适用专业电子科学考试形式闭卷考试时间长度120分钟一、填空（每空1分，共27分）
1．纯净半导体Si中掺Ⅲ族元素的杂质，当杂质电离时从Si中夺取，在Si晶体的共价键中产生了一个，这种杂质称杂质；相应的半导体称型半导体。
2．当半导体中载流子浓度存在浓度梯度时，载流子将做运动；半导体存在电势差时，载流子将做运动，其运动速度正比于，比例系数称为。
3．np>n i2意味着半导体处于状态，其中n= ；
p 。这时半导体中载流子存在净复合还是净产生？。4．半导体中浅能级杂质的主要作用是；深能级杂质所起的主要作用。
5．非平衡载流子通过而消失，叫做寿命τ，寿命τ与在中的位置密切相关，当寿命τ趋向最小。
6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是和
。前者在下起主要作用，后者在下起主要作用。
7．半导体中掺杂浓度很高时，杂质电离能（增大、减小、不变？），禁带宽度（增大、减小、不变？）。
8．p-n结电容包括电容和电容，在反向偏压下，电容起主要作用。
二、简要回答（共40分）
1．什么是直接复合？什么是间接复合？试述它们在半导体器件中的作用。
2 何谓非简并化半导体？何谓简并化半导体？
3．下图分别是半导体材料Si、Ge、GaAs的能带结构示意图。
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（1）请指出图a 、图b 、 图c 分别对应何种材料，您判断的依据是什么？
（2）在三幅图中，价带对于同一个K ，E(K)可以有两个值，表明对应两种有效质量不同的空穴，即重空穴和轻空穴。试指出曲线1、2分别对应哪种空穴，依据是什么？
4．当GaAs 样品两端加电压时，样品内部便产生电场E 。电子的平均漂移速度v d 随电场的变化关系如下图所示，请解释之。
5．若在掺有受主杂质N A 的p 型衬底上采用扩散工艺又掺入一层浓度为N D 施主杂质，且N D >>N A ，本征载流子浓度为n i 。（1）写出接触电势差V D 的表达式；（2）画出平衡时p-n 结的能带图，请问p 区和n 区哪边的势垒宽度宽？（3）说明外加正向偏置时，正向扩散电流的主要成分是电子电流还是空穴电流？（4）若外加正向电压为V f 时，分别写出注入p 区和n 区的载流子浓度？
三、 计算（共33分）
1．（8分）早期锗硅等半导体材料常利用测其电阻率的办法来估计纯度，若测得室温下电阻率为10cm ⋅Ω，试估计N 型锗的纯度，并讨论其局限性。（300K
较纯锗样品的电子迁移
共 3 页 第 3 页 率1123900--=s V cm n μ，锗原子密度d=4.42⨯1022cm -3, 电量e=1.6⨯10-19
A.s ）。
2．（9分）一个半导体棒，光照前处于热平衡态，光照后处于稳定态的条件，分别由下图
给出的能带图来描述。设室温（300K ）时的本征载流子浓度n i =1010cm -3,试根据已知的数据
确定：
（1）热平衡态的电子和空穴浓度n 0和p 0；
（2）稳定态的空穴浓度p ；
（3）当棒被光照射时，“小注入”条件成立吗？试说明理由。
3.（8分）如图所示，一个很长的掺杂均匀的n 型半导体样品，其中心附近长度为2a 的范围内被一稳定光照射，假定光均匀的穿透样品，电子-空穴对的产生率为G 。 （少子的连续性方程为G p x E P X P E x p D t p P p p +∆-∂∂-∂∂-∂∂=∂∂τμμ 2
）
（1） 写出整个样品在小注入条件下的少数载流子方程表达式
（2）写出边界条件