半导体最优题库(无计算题版本)模板

1.受主杂质
杂质在半导体中成键时，产生一个空穴。

当其余电子来填充这个空穴时，相当于这个空穴电离，同时杂质原子成为负电中心。

2.施主杂质
混杂离子进入本征半导体晶格后，杂质原子简单失掉一个电子成为自由电子，这个杂质原子叫施主。

3.间接复合
电子和空穴经过禁带中的杂质或缺点能级进行复合。

4.直接复合
电子在导带和价带之间直接跃迁所惹起的非均衡载流子的复合
过程。

5.载流子产生率
单位时间内载流子的产生数目。

6.扩散长度
非均衡载流子深入样品的均匀距离。

7.非均衡载流子的寿命
非均衡载流子的均匀生计时间。

8.费米能级
费米能级是绝对零度时电子的最高能级。

9.迁徙率
单位电场强度下载流子所获取的漂移速率。

10.功函数
功函数是指真空电子能级E0与半导体的费米能级E F之差。

11.表面态
晶体的自由表面的存在，使得周期性势场在表面处发生中止，
惹起附带能级，电子被局域在表面邻近，这类电子状态称为表面态，
所对应的能级为表面能级。

12.电子亲和能
真空的自由电子能级与导带底能级之间的能量差，也就是把导带底的电子取出到真空去而变为自由电子所需要的能量。

13.同质结
同质结就是同一种半导体形成的结，包含pn 结， pp 结， nn 结。

14.异质结
异质结就是由不一样种半导体资料形成的结，包含pn 结， pp 结，nn结。

15.非均衡载流子
半导体中比热均衡时所多出的额外载流子。

16.施主杂质
混杂离子进入本征半导体晶格后，杂质原子简单失掉一个电子成
为自由电子，这个杂质原子叫施主。

17.本征激发
当有能量大于禁带宽度的光子照耀到半导体表面时, 满带中的电子汲取这个能量 , 跃迁到导带产生一个自由电子和自由空穴, 这一过程称为本征激发。

18.均匀自由程
电子在实质器件中的均匀自由运动距离称为均匀自由程。

19.有效质量
电子遇到原子核的周期性势场（这个势场和晶格周期同样）以及
其余电子势场综合作用的结果。

20.浅能级杂质
指在半导体中、其价电子遇到约束较弱的那些杂质原子，常常就
是能够供给载流子—电子或空穴的施主、受主杂质；它们在半导体中形成的能级都比较凑近价带顶或导带底，所以称其为浅能级杂质。

21.镜像力
在金属－真空系统中，一个在金属外面的电子，要在金属表面感
应出正电荷，电子也遇到感觉的正电荷的吸引如负电荷距离金属表面
为 x，则它与感觉出的金属表面的正电荷之间的吸引力，相当于在-x 处有个等量的正电荷之间的作使劲，即镜像力。

22.肖特基势垒
金属与半导体接触时，若两者功函不一样，载流子会在金属与半导体之间流动，稳准时系统费米能级一致，在半导体表面一层形成表面势垒，是一个高阻地区，称为阻拦层。

电子一定超越的界面处势垒通常称为肖特基势垒。

23.雪崩击穿
雪崩击穿是PN 结反向电压增大到一数值时，在反向强电场下的
碰撞电离 ,使载流子倍增就像雪崩同样，增添得多而快。

雪崩击穿一
般发生在混杂浓度较低、外加电压又较高的PN结中。

24.小注入条件
当注入半导体资料的非均衡电子的浓度小于均衡时导带中电子
的浓度时，我们称这类方法为小注入较小偏压下的电流注入。

25.高表面态密度钉扎
态密度很大时，表面累积好多负电荷，能带向上曲折程度越大，
表面处 EF 凑近 EFS。

能带曲折量qV D=E F - E FS。

26.地道击穿
反向偏压增添，内建电场增添，能带倾斜，以致n 区导带底比 p 区价带顶还低。

这样p 区价带电子获取附带势能qEx 能够大于 E g。

1 证明当μn≠μp，且电子浓度，空穴浓度
时半导体的电导率有最小值，并推导σmin 的表达式。

d 0 时 有极值
dn
2
2
而
d 2n i
q
0,故 有极小值
p
2
n n 3
d
d q
n 2
q p
即
n
i
dn
n 2
所以 n
n i
p /
n
p
n i 2
n i n /
n p
有
min
2n i q
p
n
得证
得证
得证
7. 证明同质pn 结接触电势差，并说明接触电势差与半导体资料的混杂浓度和能带隙宽度之间的关系。

没有昂，总不可以考100 吧！
1，导体、半导体、绝缘体能带有什么差别？
按固体能带理论，物质的核外电子有不一样的能量。

依据核外电子能级的不一样，把它们的能级
区分为三种能带：导带、禁带和价带（满带）。

在禁带里，是不一样意有电子存在的。

禁带把
导带和价带分开。

（1）关于导体：它的大批电子处于导带，能自由挪动。

在电场作用下，成为载流子。

所以，
导体载流子的浓度很大。

（2）对绝缘体和半导体：它的电子大部分都处于价带，不可以自由挪动。

但在热、光等外界
要素的作用下，能够使少许价带中的电子超出禁带，跃迁到导带上去成为载流子。

绝缘体和半导体的差别主假如禁带宽度不一样。

半导体的禁带很窄，绝缘体的禁带宽一些，电子的跃迁困难得多。

所以，绝缘体的载流子的浓度很小。

导电性能很弱。

实质绝缘体里，导带里的电
子不是没有，并且总有一些电子会从价带跃迁到导带，但数目很少。

所以，在一般状况下，
能够忽视在外场作用下它们挪动所形成的电流。

3．试定性剖析Si的电阻率与温度的变化关系。

解： Si的电阻率与温度的变化关系能够分为三个阶段：
（1）温度很低时，电阻率随温度高升而降低。

因为这时本征激发极弱，能够
忽视；载流子主要根源于杂质电离，跟着温度高升，载流子浓度逐渐增添，相应
地电离杂质散射也随之增添，从而使得迁徙率随温度高升而增大，以致电阻率随
温度高升而降低。

（2）温度进一步增添（含室温），电阻率随温度高升而高升。

在这一温度范围
内，杂质已经所有电离，同时本征激发尚不显然，故载流子浓度基本没有变化。

对
散射起主要作用的是晶格散射，迁徙率随温度高升而降低，以致电阻率随温度高升
而高升。

（3）温度再进一步增添，电阻率随温度高升而降低。

这时本征激发愈来愈多，
固然迁徙率随温度高升而降低，可是本征载流子增添很快，其影响大大超出了迁
徙率降低对电阻率的影响，以致电阻率随温度高升而降低。

自然，温度超出器件
的最高工作温度时，器件已经不可以正常工作了。

4.电子有效质量的意义是什么？它与能带有什么关系？
答：有效质量归纳了晶体中电子的质量以及内部周期势场对电子的作用，引入有效质量后，
晶体中电子的运动可用近似于自由电子运动来描绘。

有效质量与电子所处的状态相关，与能带构造相关：
（1）、有效质量反比于能谱曲线的曲
率：
（2）、有效质量是k 的函数，在能带底邻近为正当，能带顶邻近为负值。

（3）、拥有方向性——沿晶体不一样方向的有效质量不一样。

只有当等能面是球面时，有效质量各向同性。

5，金属与半导体接触时扩散理论和热电子发射理论分别合用条件，以及外界电压和温度
对其影响怎样： 1，反向厚阻拦层和反向薄阻拦层 2，不知道，总不可以考 100是吧
6.金属与半导体接触怎样实现欧姆接触？
在不考虑表面态的时候，重混杂的pn 结能够产生明显的地道电流。

金属和半导体接触时，假
如半导体混杂浓度很高，则势垒区宽度很薄，电子也要经过地道效应贯串势垒产生相当大的地
道电流，甚至超出热电子发射电流而成为电流的主要成分。

当地道电流占主导地位时，
它的接触电阻能够很小，能够用作欧姆接触。

所以，当半导体重混杂时，它与金属的接触能够
形成凑近理想的欧姆接触。

7 请定性画出MIS（半导体为p 型）构造中当VG》0时的能带图，并赐予简要解说
关于 P 性半导体，当加于金属和半导体间的正向电压达到必定值时，表面势Vs为正当，表面处能带激烈地向下扭曲。

这时表面处费米能级地点可能高于禁带中间能级Ei ，也就是Ef 离 Ec 比率 Ei 还要更近一些，这意味着表面处电子浓度将超出空穴浓度，即形成与本来
半导体衬底导电种类相反的一层，称作反型层。

在这类状况下，半导体空间电荷层内的负电
荷由两部分构成，一部分是耗尽层中已电离的受主负电荷，另一部分是反型层中的电子，后者主要聚积在近表面区。

1、简述pn结的反向击穿种类及其机理
（1）雪崩击穿：当反向电压较高时，结内电场很强，使得在结内作漂移运动的少量载流子
获取很大的动能。

当它与结内原子发生直接碰撞时，将原子电离，产生新的“电子一空穴对” 。

这些新的“电子一空穴对”，又被强电场加快再去碰撞其余原子，产生更多的“电子一空穴
对”。

这样链锁反响，使结内载流子数目剧增，并在反向电压作用下作漂移运动，形成很大
的反向电流。

这类击穿称为雪崩击穿。

（2）地道击穿：齐纳击穿往常发生在混杂浓度很高的PN 结内。

因为混杂浓度很高，PN 结很窄，这样即便施加较小的反向电压，结层中的电场却很强。

在强电场作用下，会强行促进PN结内原子的价电子从共价键中拉出来，形成“电子一空穴对”，从而产生大批的载流子。

（3）热电击穿：当 pn 结上施加反向电压时，流过pn 结的反向电流要惹起消耗。

反向电压
渐渐增大时，对应于必定的反向电流所消耗的功率也增大，这将产生大批热能。

假如没有良好的散热条件使这些热能实时传达出去，则将惹起结温上涨。

跟着结温上涨，反向饱和电流密度也快速上涨，产生的热能也快速增大，从而又以致结温上涨，反向饱和电流密度增大。

这样频频循环下去，最后使J s无穷增大而发生击穿。

这类因为热不稳固性惹起的击穿，称
为热电击穿。

9为何肖特基二极管反向电流偏离理想状况大，与外加电压和混杂浓度有什么关
系？
半导体和金属接触时，考虑镜像力的作用后，电势能会在x m出现极大值，并且会使势
垒顶向内挪动，惹起势垒的降低。

镜像力所惹起的势垒降低量随反向电压的增添而迟缓地增
大。

当反向电压较高时，势垒的降低变得显然，镜像力的作用变得显然，J sT也随反向电压增添而增添，不再饱和；考虑地道效应的影响可简化为关于必定能量的电子，存在一个临界势垒厚度 x c。

若势垒厚度大于 x c，电子完整不可以传过势垒。

假如势垒厚度小于x c，电子可以直接经过它，也即势垒高度降低了。

地道效应惹起的势垒降低随方向电压增添而增大，当反向电压较高时，势垒降低才显然。

镜像力和地道效应付方向特征的影响特别明显，他们引起势垒高度的降低，使方向电流增添，并且随反向电压的提升增添的更多。

在高混杂浓度的状况下，因势垒区宽度很小，反向电压较大时，损坏了势垒区内共价键
构造，使价电子离开共价键约束，产生电子-空穴对，以致电流急剧增大，这类击穿称为齐
纳击穿。

假如混杂浓度较低，势垒区宽度较宽，不简单产生齐纳击穿。

以 n 型半导体与金属接触为例，简述热电子发射理论和扩散理论使用范围
扩散理论
①、扩散理论是合用于厚阻拦层的理论，即 n d l；
②、势垒区是耗尽区
③、半导体是非简并的
热电子发射理论
热电子发射理论的基本前提：
1、热电子发射理论合用于薄阻拦层， nl >>d
2、势垒高度>>k T0
3、非简并半导体
热电子发射理论就是计算超越势垒的载流子数目，从而求出电流密度的理论。

这就是热电子发射
理论的基本思想。