半导体复习题(带答案)

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半导体物理复习题
一、选择题
1. 硅晶体结构是金刚石结构,每个晶胞中含原子个数为( D )P1 A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
2.关于本征半导体,下列说法中错误的是( C )P65
A. 本征半导体的费米能级E F =E i 基本位于禁带中线处
B. 本征半导体不含有任何杂质和缺陷
C. 本征半导体的费米能级与温度无关,只决定于材料本身
D. 本征半导体的电中性条件是qn 0=qp 0 (
3.非平衡载流子的复合率定义为单位时间单位体积净复合消失的电子-空穴对数。

下面表达式中不等于复合率的是( D )P130 A.
p τΔp B. ()[]dt t Δp d - C. n τΔn D. τ
1 4.下面pn 结中不属于突变结的是( D )P158、159 A.合金结 B.高表面浓度的浅扩散p +n 结
C.高表面浓度的浅扩散n +p 结
D. 低表面浓度的深扩散结 5.关于pn 结,下列说法中不正确的是( C )P158、160 A. pn 结是结型半导体器件的心脏。

B. pn 结空间电荷区中的内建电场起着阻碍电子和空穴继续扩散的作用。

C.平衡时,pn 结空间电荷区中正电荷区和负电荷区的宽度一定相等。

D.所谓平衡pn 结指的是热平衡状态下的pn 结。


6. 对于小注入下的N 型半导体材料,下列说法中不正确的是( B )P128 A. 0n n <<∆ B. 0p p <<∆ C. =∆n p ∆ D. 0n p <<∆
7.关于空穴,下列说法不正确的是( C )P15
A. 空穴带正电荷 B .空穴具有正的有效质量 C .空穴同电子一样都是物质世界中的实物粒子 D .半导体中电子空穴共同参与导电
8. 关于公式2i np n =,下列说法正确的是( D )P66、67
A.此公式仅适用于本征半导体材料
B. 此公式仅适用于杂质半导体材料
C. 此公式不仅适用于本征半导体材料,也适用于杂质半导体材料
D.对于非简并条件下的所有半导体材料,此公式都适用 》
9. 对于突变结中势垒区宽度D X ,下面说法中错误的是(C )P177 A. p +n 结中n D x X ≈ B. n +p 结中p D x X ≈ C. D X 与势垒区上总电压D V V -成正比
D. D X 与势垒区上总电压D V V -的平方根成正比
10. 关于有效质量,下面说法错误的是(D )P13、14 A. 有效质量概括了半导体内部势场的作用
B. 原子中内层电子的有效质量大,外层电子的有效质量小
C. 有效质量可正可负
D. 电子有效质量就是电子的惯性质量。

二、填空题
1. N 型半导体中多子为_ 电子_,少子为___空穴_____;P 型半导体中多子为__空穴______,少子为__电子______。

0p n 表示_ _P 区电子______的浓度;0n p 表示__N 区空穴___的浓度。

P163 ;
2.若单位体积中有个n 电子,p 个空穴,电离施主浓度为D n +
,电离受主浓度为A p -,则电中性条件为__p+D n +=n+A p -_____。

P78
3.T >0K 时,电子占据费米能级的概率是__1/2______。

P61
结空间电荷区中内建电场的方向是由_N__区指向_P__区;在耗尽近似下,空间电荷密度等于_ 电离杂质的浓度______。

P160、163
5. pn 结加正向偏压V 时势垒高度由D qV 变成__q(V D —V)____;pn 结加反向偏压V 时势垒高度由D qV 变成___ q(V D +V)_____。

P164、165
6. 理想pn 结的电流电压方程()1/-=kT qV s e J J 又称为__肖克莱方程式______,其中-s J 叫做__反向饱和电流密度______;在国际单位制下,s J 的单位是__A/m2______。

由此方程可知,pn 结的最主要特性是具有__单向导电性______或___整流效应·_____。

7. 状态密度就是每单位能量间隔内的___量子态数_____。

计算状态密度时,我们近似认为能带中的能级作是__连续______分布的。

8. 半导体材料最常见的三种晶体结构分别是__金刚石型结构______、__闪锌矿型结构______和___纤锌矿型结构_____。

比如,硅是___金刚石型结构_____结构,砷化镓是___闪锌矿型结构_____结构。

P1—3
9.氢原子电离能2
204
00)4(2 πεq m E =,则类氢杂质电离能为=∆D E ________。

P41 10. 稳压二极管应用的是PN 结的________特性,整流二极管应用的是PN 结的________特性。

三、简答题 ?
1. “半导体照明工程”的目标是使LED 成为照明光源。

这个工程目前的主要任务是寻找或合成便宜、环保、波长合适、发光效率高的半导体材料。

试就这一话题回答下列问题:(1)什么是LED (2)已知的最便宜的半导体材料是什么
2. pn 结热平衡时势垒高度D qV 的大小与中性P 区和N 区的费米能级
fn fp E E (和)的关系是什么平衡pn 结能带最主要的两个性质是什么 答案: (期末考试
样题3 )
3. 图1是隧道结的平衡示意图,试根据此图回答下列问题:
(1)隧道结对结两边半导体掺杂的要求是什么
(2)如图1所示状态时隧道结有无隧道电流
(3)隧道结电流电压曲线的主要特性是什么 P186

图1
4. 图2是Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的能隙示意图,试根据此图回答下列问题: (1)蓝光的光子能量大约在,图2中那种材料最适合作为蓝光的发光材料 (2)发光材料需要满足二个条件,第一,发光波长在所需要的范围;第二,发光效率高。

这两个要求分别决定于半导体的那两个性质
(3)图中半导体材料哪些是Ⅲ-Ⅴ,那些是Ⅱ-Ⅵ族各列举三个。

<
^
图2

5. 图3是硅导带电子浓度与温度的关系曲线。

请指出强电离区、高温本征激发区的位置(即温度范围,用a、b、c表示)。

一般而言,实际器件工作在那个区域

图3
P74

答:b是强电离区,c是高温本征激发区;一般工作在b区强电离区
6. 图4是非平衡N型半导体准费米能级偏
离平衡费米能级的示意图。

其中A、E分别
表示导带底和价带顶。

问B、C、D哪个表示
平衡费米能级哪个表示电子的准费米能级
哪个表示空穴的准费米能级
P76
答:C表示平衡费米能级
B表示电子的准费米能级
D 表示电子的准费米能级
7.图5中C是空穴电流方向,问A、B、D中哪个是电子漂移方向哪个是电子电流方向哪个是空穴漂移方向
:
图5
!
P95
答:A 是电子漂移方向
B 是电子电流方向 D 是空穴漂移方向
8.PN 结上的电容包括势垒电容和扩散电容两部分。

请问PN 结上的势垒电容和扩散电容是并联还是串联 若记总电容为C j ,势垒电容和扩散电容分别为CT 和CD,请写出C j 与CT 和CD的关系式。

四、计算题
1. Si 晶格常数为a ,其原子半径近似为3
a 。

求:晶胞中所有Si 原子占据晶胞的百分比。

P38
2. N 型硅,室温下光稳定照射后获得非平衡载流子浓度31410-=∆=∆cm p n 。

突然撤掉光照,经过20微秒后,非平衡空穴浓度变为31010-cm ,求硅材料的寿命。

P156 第4题类似
.
3.掺有×1016 cm -3硼原子和9×1015 cm -3磷原子的Si 样品,试计算室温时多数载流子和少数载流子浓度及样品的电阻率。

P125 第13题
4.硅中掺入百万分之一的砷,求砷的实际掺杂浓度。

P125 第2小题
5.计算温度为400K 和300K 时,Si p-n 结反向饱和电流密度的比值(假设扩散长度和扩散系数与温度无关)。

、。

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