半导体器件作业-有答案
半导体器件物理课后习题解答【最新】
应用场合：齐纳二极管多被应用于稳压以及静电防治的场合。当用作稳压管时通常需串联一降压电阻( R )后才接至电源，但电压源(E)一定要高于期纳二极管的崩溃电压，否则就无法发挥齐纳二极管的稳压作用。
工作原理：隧道二极管的工作符合发生隧道效应具备的三个条件：①费米能级位于导带和满带内；②空间电荷层宽度必须很窄（0.01微米以下）；③简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。隧道二极管的工作原理是量子力学领域的隧道效应。所谓“遂道效应”就是指粒子通过一个势能大于总能量的有限区域。这是一种量子力学现象，按照经典力学是不可能出现的。
应用场合：常用的是发红光、绿光或黄光的二极管，它们主要用于各种LED显示屏、彩灯、工作（交通）指示灯以及居家LED节能灯。
光电二极管
光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性，但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。
半导体器件物理课后作业
第二章
对发光二极管（LED）、光电二极管（PD）、隧道二极管、齐纳二极管、变容管、快恢复二极管和电荷存储二极管这7个二端器件，请选择其中的4个器件，简述它们的工作原理和应用场合。
解：
发光二极管
它是半导体二极管的一种，是一种固态的半导体器件，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
工作原理：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光，而电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子—空穴对，称为光生载流子。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流迅速增大到几十微安，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
半导体器件物理课后习题(施敏)
1 1 (3) 从(111)面上看，每个面上有 × 3 + × 3 = 2 个原子 6 2
所以，每平方厘米的原子数=
2 4 = ≈ 7.83×1014 3 ⋅ ( 2a)2 3 × (5.43×10−8 )2 4
2.
假如我们将金刚石晶格中的原子投影到底部， 假如我们将金刚石晶格中的原子投影到底部，原 子的高度并以晶格常数为单位表示，如下图所示。 子的高度并以晶格常数为单位表示，如下图所示。 找出图中三原子（ Z）的高度。 找出图中三原子（X, Y, Z）的高度。
根据题意，有 用ρn和ρp相除，最后得 NA=100ND
11. 一个本征硅晶样品从一端掺杂了施主，而使得 一个本征硅晶样品从一端掺杂了施主， ND = Noexp (-ax)。(a)在ND >> ni的范围中，求在平 的范围中， 。 在 衡状态下内建电场E(x)的表示法。(b)计算出当 = 的表示法。 计算出当 计算出当a 衡状态下内建电场 的表示法 1µm-1时的 µ 时的E(x)
2
ρ≈
1 1 = ≈ 2 .78 cm ⋅ Ω qp µ p 1 . 6 × 10 −19 × 5 × 10 15 × 450
注意：双对数坐标！ 注意：如何查图？NT？
(b) 2×1016硼原子 硼原子/cm3及1.5×1016砷原子 砷原子/cm3 × ×
p ≈ NA − ND = 2 ×1016 −1.5×1016 = 5×1015cm−3
(69.72 + 74.92) = 2.2 ×10 × g / cm3 6.02 ×10 23
22
2.2×144.64 = g / cm3 60.2
≈ 5.29g / cm3
(b)一砷化镓化镓样品掺杂锡 的位置，那么锡是施主还是受主? 为什么? 的位置，那么锡是施主还是受主 为什么 此 半导体是n型还是 型还是p型 半导体是 型还是 型?
半导体器件物理课后习题解答
半导体器件物理课后作业第二章对发光二极管（LED）、光电二极管（PD）、隧道二极管、齐纳二极管、变容管、快恢复二极管和电荷存储二极管这7个二端器件，请选择其中的4个器件，简述它们的工作原理和应用场合。
解：发光二极管它是半导体二极管的一种，是一种固态的半导体器件，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
工作原理：发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少是不同的，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短；反之，则发出的光的波长越长。
应用场合：常用的是发红光、绿光或黄光的二极管，它们主要用于各种LED显示屏、彩灯、工作（交通）指示灯以及居家LED节能灯。
光电二极管光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性，但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。
工作原理：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光，而电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子—空穴对，称为光生载流子。
它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流迅速增大到几十微安，光的强度越大，反向电流也越大。
这种特性称为“光电导”。
光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。
如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
半导体器件物理课后习题解答
半导体器件物理课后作业第二章对发光二极管（LED）、光电二极管（PD）、隧道二极管、齐纳二极管、变容管、快恢复二极管和电荷存储二极管这7个二端器件，请选择其中的4个器件，简述它们的工作原理和应用场合。
解：发光二极管它是半导体二极管的一种，是一种固态的半导体器件，可以把电能转化成光能；常简写为LED。
工作原理：发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。
当电子和空穴复合时释放出的能量多少是不同的，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短；反之，则发出的光的波长越长。
应用场合：常用的是发红光、绿光或黄光的二极管，它们主要用于各种LED显示屏、彩灯、工作（交通）指示灯以及居家LED节能灯。
光电二极管光电二极管（Photo-Diode）和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性，但在电路中它不是作整流元件，而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。
工作原理：普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光，而电极面积尽量小些，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。
光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；当有光照时，携带能量的光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子—空穴对，称为光生载流子。
它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流迅速增大到几十微安，光的强度越大，反向电流也越大。
这种特性称为“光电导”。
光电二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。
如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
半导体器件物理作业
半导体器件物理作业半导体器件物理1. 画出pn结在零偏、正偏和反偏时的能带图2. 什么是耗尽区势垒电容、扩散电容？势垒电容：当所加的正向电压升⾼时，PN结变窄，空间电荷区变窄，结中空间电荷量减少，相当于电容放电。
同理，当正向电压减⼩时，PN结变宽，空间电荷区变宽，结中空间电荷量增加，相当于电容充电。
加反向电压升⾼时，⼀⽅⾯会使耗尽区变宽，也相当于对电容的充电。
加反向电压减少时，就是P区的空⽳、N区的电⼦向耗尽区流，使耗尽区变窄，相当于放电。
PN结电容算法与平板电容相似，只是宽度会随电压变化。
扩散电容：在PN结反向偏置时，少⼦数量很少，电容效应很少，也就可以不考虑了。
在正向偏置时，P区中的电⼦，N区中的空⽳，会伴着远离势垒区，数量逐渐减少。
即离结近处，少⼦数量多，离结远处，少⼦的数量少，有⼀定的浓度梯度。
正向电压增加时，N区将有更多的电⼦扩散到P区，也就是P区中的少⼦----电⼦浓度、浓度梯度增加。
同理，正向电压增加时，N区中的少⼦---空⽳的浓度、浓度梯度也要增加。
相反，正向电压降低时，少⼦浓度就要减少。
从⽽表现了电容的特性。
PN结反向偏置时电阻⼤，电容⼩，主要为势垒电容。
正向偏置时，电容⼤，取决于扩散电容，电阻⼩。
频率越⾼，电容效应越显著。
在集成电路中，⼀般利⽤PN结的势垒电容，即让PN结反偏，只是改变电压的⼤⼩，⽽不改变极性。
在PN结反向偏置时，少⼦数量很少，电容效应很3什么是耗尽区产⽣-复合电流？复合电流：产⽣电流：4什么是隧道效应、雪崩效应？隧道效应：隧道效应由微观粒⼦波动性所确定的量⼦效应。
⼜称势垒贯穿。
考虑粒⼦运动遇到⼀个⾼于粒⼦能量的势垒，按照经典⼒学，粒⼦是不可能越过势垒的；按照量⼦⼒学可以解出除了在势垒处的反射外，还有透过势垒的波函数，这表明在势垒的另⼀边，粒⼦具有⼀定的概率，粒⼦贯穿势垒。
雪崩效应：雪崩倍增效应：如果碰撞电离过程发⽣很频繁，不断产⽣出电⼦-空⽳对，这是⼀系列相继的连锁过程，瞬间即可产⽣出⼤量的电⼦-空⽳对——雪崩倍增效应。
半导体基础知识单选题100道及答案解析
半导体基础知识单选题100道及答案解析1. 半导体材料的导电能力介于（）之间。
A. 导体和绝缘体B. 金属和非金属C. 正电荷和负电荷D. 电子和空穴答案：A解析：半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。
2. 常见的半导体材料有（）。
A. 硅、锗B. 铜、铝C. 铁、镍D. 金、银答案：A解析：硅和锗是常见的半导体材料。
3. 在纯净的半导体中掺入微量的杂质，其导电能力（）。
A. 不变B. 减弱C. 增强D. 不确定答案：C解析：掺入杂质会增加载流子浓度，从而增强导电能力。
4. 半导体中的载流子包括（）。
A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 质子和中子答案：C解析：半导体中的载流子有电子和空穴。
5. P 型半导体中的多数载流子是（）。
A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案：B解析：P 型半导体中多数载流子是空穴。
6. N 型半导体中的多数载流子是（）。
A. 电子B. 空穴C. 正离子D. 负离子答案：A解析：N 型半导体中多数载流子是电子。
7. 当半导体两端加上电压时，会形成（）。
A. 电流B. 电阻C. 电容D. 电感答案：A解析：电压作用下，半导体中有电流通过。
8. 半导体的电阻率随温度升高而（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 先增大后减小答案：B解析：温度升高，载流子浓度增加，电阻率减小。
9. 二极管的主要特性是（）。
A. 单向导电性B. 放大作用C. 滤波作用D. 储能作用答案：A解析：二极管具有单向导电性。
10. 三极管的三个电极分别是（）。
A. 基极、发射极、集电极B. 正极、负极、地极C. 源极、漏极、栅极D. 阳极、阴极、控制极答案：A解析：三极管的三个电极是基极、发射极、集电极。
11. 场效应管是（）控制器件。
A. 电流B. 电压C. 电阻D. 电容答案：B解析：场效应管是电压控制型器件。
12. 集成电路的基本制造工艺是（）。
A. 光刻B. 蚀刻C. 扩散D. 以上都是答案：D解析：光刻、蚀刻、扩散都是集成电路制造的基本工艺。
模电题库及答案
模拟电子线路随堂练习第一章半导体器件作业1-1一、习题（满分100分）1.N型半导体带负电，P型半导体带正电。
（）2.以空穴为主要导电方式的半导体称为P型半导体。
（）3.PN结处于正向偏置时，正向电流小，电阻大，处于导通状态。
（）4.晶体二极管的反向电压上升到一定值时，反向电流剧增，二极管被击穿，就不能再使用了。
（）5.硅二极管两端只要加上正向电压时立即导通。
（）6.在本征半导体中，空穴和自由电子两种载流子的数量不相等。
（）7.晶体三极管的基极，集电极，发射极都不可互换使用。
（）8.晶体三极管工作在饱和状态的条件是：发射结正偏，集电结正偏。
（）9.晶体三极管有三种工作状态，即：放大状态，饱和状态，导通状态。
（）10.三极管是一种电压控制器件，场效应管是一种电流控制器件。
（）11.温度升高后，在纯净的半导体中（）。
A.自由电子和空穴数目都增多，且增量相同B.空穴增多，自由电子数目不变C.自由电子增多，空穴不变D.自由电子和空穴数目都不变12.如果PN结反向电压的数值增大（小于击穿电压），则（）。
A.阻当层不变，反向电流基本不变B.阻当层变厚，反向电流基本不变C.阻当层变窄，反向电流增大D.阻当层变厚，反向电流减小作业1-2一、习题（满分100分）1.N型半导体（）。
A.带正电B.带负电Ｃ.呈中性Ｄ.不确定2.如果二极管的正反向电阻都很大，则该二极管（）。
A.正常B.断路Ｃ.被击穿Ｄ.短路3.对于晶体二极管，下列说法正确的是（）。
A.正向偏置时导通，反向偏置时截止B.反向偏置时无电流流过二极管C.反向击穿后立即烧毁D.导通时可等效为一线性电阻4.工作在放大状态的三极管两个电极电流如图，那么，第三个电极的电流大小、方向和管脚自左至右顺序分别为（）。
流出三极管 e、c、b 流进三极管 e、c、b流出三极管 c、e、b 流进三极管 c、e、b5.测得电路中晶体三极管各电极相对于地的电位如图，从而可判断该晶体管工作在（）。
《半导体器件》习题及参考答案模板
第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为0.8μm ，求零偏压下的总耗尽层宽度、内建电势和最大电场强度。
解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n SD x x qN dx d ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝1.07µm x 总=x n +x p =1.87µm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。
2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp ＝τn ＝10－6s ，器件的面积为1.2×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±0.7V 时的正向和反向电流。
解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =1.0*10-16A 。
＋0.7V 时，I ＝49.3µA ， －0.7V 时，I ＝1.0*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区内存贮的少数载流子总量。
设n 型中性区的长度为1μm ，空穴扩散长度为5μm 。
(完整word版)半导体器件作业-有答案
1．半导体硅材料的晶格结构是（ A ）A 金刚石B 闪锌矿C 纤锌矿2．下列固体中，禁带宽度Eg 最大的是（ C ）Ａ金属Ｂ半导体Ｃ绝缘体3．硅单晶中的层错属于（ C ）Ａ点缺陷Ｂ线缺陷Ｃ面缺陷4．施主杂质电离后向半导体提供（ B ），受主杂质电离后向半导体提供（ A ），本征激发后向半导体提供（A B ）。
A 空穴B 电子5．砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠（ A ）A 直接复合B 间接复合C 俄歇复合6．衡量电子填充能级水平的是（ B ）Ａ施主能级Ｂ费米能级Ｃ受主能级 D 缺陷能级7．载流子的迁移率是描述载流子( A )的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子( B ) 的一个物理量。
A 在电场作用下的运动快慢B 在浓度梯度作用下的运动快慢8．室温下，半导体Si中掺硼的浓度为1014cm－3，同时掺有浓度为1.1×1015cm－3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级（G ）；将该半导体升温至570K，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级（I ）。
（已知：室温下，ni≈1.5×1010cm－3，570K 时，ni≈2×1017cm－3）A 1014cm－3B 1015cm－3C 1.1×1015cm－3D 2.25×105cm－3E 1.2×1015cm－3 F 2×1017cm－3G 高于Ei H 低于Ei I 等于Ei9．载流子的扩散运动产生（ C ）电流，漂移运动产生（ A ）电流。
A 漂移B 隧道C 扩散10. 下列器件属于多子器件的是（ B D ）Ａ稳压二极管Ｂ肖特基二极管Ｃ发光二极管 D 隧道二极管11. 平衡状态下半导体中载流子浓度n0p0=ni2，载流子的产生率等于复合率，而当np<ni2 时，载流子的复合率（ C ）产生率Ａ大于Ｂ等于Ｃ小于12. 实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（ A ）Ａ重掺杂的半导体与金属接触Ｂ轻掺杂的半导体与金属接触13．在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是（ C ）A BVCEOB BVCBOC BVEBO14．MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是（ B ）。
半导体器件习题及答案
半导体器件习题及答案(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--1第1章 半导体器件一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错)1、P 型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。
（ ）2、N 型半导体可以通过在本征半导体中掺入三价元素而得到。
（ ）3、在N 型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以发型为P 型半导体。
（ ）4、P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。
（ ）5、N 型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。
（ ）6、半导体中的价电子易于脱离原子核的束缚而在晶格中运动。
（ ）7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。
（ ）8、施主杂质成为离子后是正离子。
（ ）9、受主杂质成为离子后是负离子。
（ ）10、PN 结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。
（ ）11、漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。
（ ）12、由于PN 结交界面两边存在电位差，所以，当把PN 结两端短路时就有电流流过。
（ ）13、PN 结在无光照、无外加电压时，结电流为零。
（ ）14、二极管的伏安特性方程式除了可以描述正向特性和反向特性外，还可以描述二极管的反向击穿特性。
（ ）15、通常的BJT 管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。
（ ）16、有人测得某晶体管的U BE =，I B =20μA ，因此推算出r be =U BE /I B =20μA=35kΩ。
（ ）17、有人测得晶体管在U BE =，I B =5μA ，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =Ω。
（ ）18、有人测得当U BE =，I B =10μA 。
考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到0.6060()100BE be B U r k I ∆-===Ω∆-（ ）二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) . 1、在绝对零度（0K ）时，本征半导体中_________ 载流子。
半导体器件习题及参考答案
第二章1 一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为μm ，求零偏压下的总耗尽层宽度、内建电势和最大电场强度。
解：)0(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n SD x x qN dx d ≤≤-=εψ 0),(2)(22≤≤--=-=E x x x x qa dx d x p p Sεψ n n SDx x x x qN dx d x ≤≤-=-=E 0),()(εψ x ＝0处E 连续得x n ＝μm x 总=x n +x p =μm⎰⎰=--=-npx x bi V dx x E dx x E V 0516.0)()(m V x qa E p S/1082.4)(252max ⨯-=-=ε,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。
2 一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp ＝τn ＝10－6s ，器件的面积为×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±时的正向和反向电流。
解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L p p p 3103-⨯==τ，cm D L n n n 31045.2-⨯==τnp n pn p S L n qD L p qD J 0+=I S =A*J S =*10-16A 。
＋时，I ＝μA ， －时，I ＝*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区内存贮的少数载流子总量。
设n 型中性区的长度为1μm ，空穴扩散长度为5μm 。
解：P ＋>>n ，正向注入：0)(2202=---pn n n n L p p dx p p d ，得： )sinh()sinh()1(/00pnn pn kTqV n n n L x W L xW e p p p ---=- ⎰⨯=-=nnW x n n A dx p p qA Q 20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm ，计算此时击穿电压。
《半导体器件》习题与参考答案
第二章1一个硅p －n 扩散结在p 型一侧为线性缓变结，a=1019cm -4，n 型一侧为均匀掺杂，杂质浓度为3×1014cm －3，在零偏压下p 型一侧的耗尽层宽度为0.8μm ，求零偏压下的总耗尽层宽度、建电势和最大电场强度。
解：)0(,22xx qaxdxdp S )(,22n SDx xqN dxd),(2)(22x x x xqa dx d x ppSnn SDx xx xqN dxd x 0),()(x ＝0处E 连续得x n ＝1.07μm x 总=x n +x p =1.87μm n px x biVdx x E dxx E V 00516.0)()(m V x qa E pS/1082.4)(252max,负号表示方向为n 型一侧指向p 型一侧。
2一个理想的p-n 结，N D ＝1018cm －3，N A ＝1016cm －3，τp ＝τn ＝10－6s ，器件的面积为1.2×10－5cm －2，计算300K 下饱和电流的理论值，±0.7V 时的正向和反向电流。
解：D p ＝9cm 2/s ，D n ＝6cm 2/scm D L ppp 3103，cmD L nnn 31045.2np n pn p SL n qD L p qD J 0I S =A*J S =1.0*10-16A 。
＋0.7V 时，I ＝49.3μA ，－0.7V 时，I ＝1.0*10-16A3 对于理想的硅p +-n 突变结，N D ＝1016cm －3，在1V 正向偏压下，求n 型中性区存贮的少数载流子总量。
设n 型中性区的长度为1μm ，空穴扩散长度为5μm 。
解：P ＋>>n ，正向注入：0)(2202pn nn nLp p dxp p d ，得：)sinh()sinh()1(/00pnnpnkTqV n n nL x W L x W ep p p n nW x n n Adxp p qAQ20010289.5)(4一个硅p +-n 单边突变结，N D ＝1015cm －3，求击穿时的耗尽层宽度，若n 区减小到5μm ，计算此时击穿电压。
半导体器件基础习题答案(完美版)
Dp
p
kT q
Dp
kT 0.0259eV p 1300cm 2 / V s q e
Q: (f) 低浓度注入的代数陈述是什么？ A:
33.67cm 2 / s
p n0 , n n0 , n型半导体 n p0 , p p0 , p来产生过剩载流子。这些过剩载流子将会通过 R-G 中心复合形 式被复合。 说明：硅是间接半导体，在间接半导体中，R-G 中心复合机制是主要的复合过程，与 R-G 中心复合相比，直接复合是完全可以忽略的。 Q: (h) 在处理之前，硅样品中含有 ND=10^14/cm3 施主和 NT=10^11/cm3 R-G 中心。处理之 后， 样品含有 ND=10^17/cm3 施主和 NT=10^10/cm3 R-G 中心在处理的过程中少子的寿命 是增加了还是减少了？说明理由。 A: 少子寿命增加了。因为
半导体器件习题答案1062109053杨旭一整理仅供参考第二章22使用价键模型形象而简要地说明半导体温度趋向于0k时施主对多数载流子电子的冻结温度趋向于0k时受主对多数载流子空穴的冻结简并半导体27在导带或价带中载流子的分布或载流子的数目是能量的函数并且在靠近能带边缘时载流子的分布有最大值
半导体器件习题答案
半导体器件习题答案
A:clear； ％specification of basic parameters kT=0.0259; ni=1.0e10; NB=logspace(13,18); EFiD=kT.*log(NB./ni); EFiA=-EFiD; %plot out Fermi level positioning
说明：当材料内存在电场时，能带能量变成位置的函数，称为“能带弯曲” Q: (b) 电子的动能为零，即 K.E.=0 A: 说明：
半导体器件(附答案)
第一章、半导体器件（附答案）一、选择题1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________A. 变窄B. 基本不变C. 变宽2．设二极管的端电压为 u ，则二极管的电流方程是 ________ A. B. C.3．稳压管的稳压是其工作在 ________A. 正向导通B. 反向截止C. 反向击穿区4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________A. 结型场效应管B. 增强型 MOS 管C. 耗尽型 MOS 管5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________A. 多数载流子B. 少数载流子C. 既有多数载流子又有少数载流子6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____A. 增加B. 减少C. 不变7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测量结果 ______A. 相同B. 第一次测量植比第二次大C. 第一次测量植比第二次小8．面接触型二极管适用于 ____A. 高频检波电路B. 工频整流电路9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____A. 2CZ11B. 2CP10C. 2CW11D.2AP610．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。
若其他参数不变，当温度上升到40℃，则D U 的大小将 ____A. 等于 0.7VB. 大于 0.7VC. 小于 0.7V11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____A. 两种B. 三种C. 四种12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输出电压O U 为 _____A. 6VB. 7VC. 0VD. 1V13．将一只稳压管和一只普通二极管串联后，可得到的稳压值是（ ）A. 两种B. 三种C. 四种14．在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 __（1）__，而少数载流子的浓度与 __（2）__有很大关系。
模拟电子技术基础-作业答案1
模拟电子技术课程作业第1章 半导体器件1将PN 结加适当的正向电压，则空间电荷区将( b )。
(a)变宽 (b)变窄 (c)不变2半导体二极管的主要特点sdf 是具有( b )。
(a)电流放大作用 (b)单向导电性(c)电压放大作用3二极管导通的条件是加在二极管两端的电压( a )。
(a)正向电压大于PN 结的死区电压 (b)正向电压等于零 (c)必须加反向电压4电路如图1所示，设D 1，D 2均为理想元件，已知输入电压u i =150sin ωt V 如图2所示，试画出电压u O 的波形。
20V100V 0u Iu i V/ωtD 2D 140k Ω40k Ω150u O+- 图1+-图2+-+-答案u i V /ωt150ωt 10060u i V /0100605电路如图1所示，设输入信号u I1,u I2的波形如图2所示，若忽略二极管的正向压降，试画出输出电压u O 的波形，并说明t 1,t 2时间内二极管D 1，D 2的工作状态。
u I2R Lu Ot 1t 2tt2D 1D 2图1图2u I1+-u I1/ V-22-2u I2/ V答案t 1t 2tu O /V -2t 1:D 1导通，D 2截止t 2:D 2导通，D 1截止第2章 基本放大电路1下列电路中能实现交流放大的是图( b )。
++++++++U CCu oU CCU CCU CC()a ()b (c)(d)+-+-+-+-+-+-+-+-u iu iu ou ou iu ou i++++2图示电路，已知晶体管β=60，U BE .V =07，R C k =2 Ω，忽略U BE ，如要将集电极电流I C 调整到1.5mA ，R B 应取( a )。
(a)480k Ω (b)120k Ω (c)240k Ω (d)360k Ω++C 2C 1R BR C u ou i+-+-+12V3固定偏置放大电路中，晶体管的β＝50，若将该管调换为β=80的另外一个晶体管，则该电路中晶体管集电极电流IC 将( a )。
第6章 半导体器件习题与解答
题 6-4 图
A. 5V
B. 7V
C. 0V
6-5 在题 6-5 图所示的电路中，稳压二极管 Dz1 和 Dz2 的稳定电压分别为 5V 和 7V，其正向
压降忽略不计，则 Uo 为（ ）。A
题 6-5 图
A. 5 V
B. 7 V
C. 0 V
6-6 在放大电路中，若测得某晶体管三个极的电位分别为 9 V,4 V,3.4 V,则这三个级分别为
题 6-14 图
解：此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。假设图中二极管为理想二极
管，可以看出 A、B 两点电位的相对高低影响了 DA 和 DB 两个二极管的导通与关断。 当 A、B 两点的电位同时为 0 时，DA 和 DB 两个二极管的阳极和阴极（UY）两端电位 同时为 0V，因此均不能导通；当 UA＝5V，UB＝0V 时，DA 的阳极电位为 5V，阴极电位 为 0（接地） ，根据二极管的导通条件，DA 此时承受正向电压而导通，一旦 DA 导通， 则 UY＞0，从而使 DB 承受反向电压（UB＝0V）而截止；当 UA＝UB＝5V 时，即 DA 和 DB 的阳极电位为大小相同的高电位，所以两管同时导通，两个 1kΩ 的电阻为并联关系。 本题解答如下：
6-26 在题 6-26 图所示的各个电路中，试问晶体管工作于何种状态？
(a)
(b)
(c)
题 6-26 图
解：计算结果见下表，设uBE=0.6V。表中，ICS为晶体管饱和时的集电极电流，IBS为晶
体管临界饱和状态时的基极电流。
判断公式
（a）管
（b）管
（c）管
I
CS
≈
v CC RC
12mA
8mA
IBS=
半导体器件物理课后习题(施敏)
p N A N D 5 1015 1017 1017 5 1015 cm3
ni (9.65 109 ) 2 4 3 n 1 . 86 10 cm p 5 1015
1 1 8.33cm 19 15 qp p 1.6 10 5 10 150
因为霍耳电压为正的，所以该样品为p型半导体(空穴导电) 多子浓度：
霍耳系数：
IBZW 2.5 103 30 104 0.05 17 3 p 1 . 46 10 cm qVH A 1.6 1019 10 103 1.6 103
1 1 3 RH 42 . 8 cm /C 19 17 qp 1.6 10 1.46 10
因为热平衡时，样品内部没有载流子的净流动，所以有
J n漂移 J n扩散 J n 0
根据欧姆定律的微分形式
J n漂移 E ( x)
(a) q
E
J n扩散 ( x)
Dn N 0 exp( ax)
a q kT n N 0 exp( ax) q a kT n N 0 exp( ax) a kT n N D q n N D a kT q
1 1 2.78cm qp p 1.6 1019 5 1015 450
2
注意：双对数坐标！ 注意：如何查图？NT？
(b) 21016硼原子/cm3及1.51016砷原子/cm3
p N A N D 2 1016 1.5 1016 5 1015 cm3
密度 = 每立方厘米中的原子数× 原子量/阿伏伽德罗常数
(69.72 74.92) 3 2.2 10 g / cm 23 6.02 10
半导体器件原理简明教程习题答案（供参考）
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.半导体器件原理简明教程习题答案傅兴华1.1 简述单晶、多晶、非晶体材料结构的基本特点.解整块固体材料中原子或分子的排列呈现严格一致周期性的称为单晶材料;原子或分子的排列只在小范围呈现周期性而在大范围不具备周期性的是多晶材料; 原子或分子没有任何周期性的是非晶体材料.1.6 什么是有效质量，根据E(k)平面上的的能带图定性判断硅鍺和砷化镓导带电子的迁移率的相对大小.解有效质量指的是对加速度的阻力.kE h m k ∂∂=21*1由能带图可知由能带图可知,Ge ,Ge 与Si 为间接带隙半导体为间接带隙半导体,Si ,Si 的Eg 比Ge 的Rg 大，所以Ge μ>Si μ.GaAs 为直接带隙半导体直接带隙半导体,,它的跃迁不与晶格交换能量它的跃迁不与晶格交换能量,,所以相对来说GaAs μ>Ge μ>Si μ.1.10 假定两种半导体除禁带宽度以外的其他性质相同假定两种半导体除禁带宽度以外的其他性质相同,,材料1的禁带宽度为1.1eV,1.1eV,材料材料2的禁带宽度为 3.0eV,3.0eV,计算两种半导体材料的本征载流子浓度比值计算两种半导体材料的本征载流子浓度比值计算两种半导体材料的本征载流子浓度比值,,哪一种半导体材料更适合制作高温环境下工作的器件合制作高温环境下工作的器件? ? 解本征载流子浓度本征载流子浓度::)exp()(1082.42015Tdp dn ik Eg m m m n ⨯=Θ两种半导体除禁带以外的其他性质相同∴)9.1exp()exp()exp(0.31.121T k k k n n T T ==--ΘTk 9.1>0 ∴21n n >∴在高温环境下2n 更合适1.11在300K 下硅中电子浓度330102-⨯=cm n ,计算硅中空穴浓度0p ,画出半导体能带图,判断该半导体是n 型还是p 型半导体. 解31732100220010125.1102)105.1(p -⨯=⨯⨯==→=cm n n n p n i i ∴>00n p Θ是p 型半导体1.16硅中受主杂质浓度为31710-cm ,计算在300K 下的载流子浓度0n 和0p ,计算费米能级相对于本征费米能级的位置,画出能带图. 解317010-==cm N p A 200i n p n =T=300K →310105.1-⨯=cm n i 330201025.2-⨯==∴cm p n n i00n p >Θ∴该半导体是p 型半导体1.27砷化镓中施主杂质浓度为31610-cm ，分别计算T=300K 、400K 的电阻率和电导率。
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1．半导体硅材料的晶格结构是（ A ）A 金刚石B 闪锌矿C 纤锌矿2．下列固体中，禁带宽度Eg 最大的是（ C ）Ａ金属Ｂ半导体Ｃ绝缘体3．硅单晶中的层错属于（ C ）Ａ点缺陷Ｂ线缺陷Ｃ面缺陷4．施主杂质电离后向半导体提供（ B ），受主杂质电离后向半导体提供（ A ），本征激发后向半导体提供（ A B ）。
A 空穴B 电子5．砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠（ A ）A 直接复合B 间接复合C 俄歇复合6．衡量电子填充能级水平的是（ B ）Ａ施主能级Ｂ费米能级Ｃ受主能级 D 缺陷能级7．载流子的迁移率是描述载流子( A )的一个物理量；载流子的扩散系数是描述载流子(B ) 的一个物理量。
A 在电场作用下的运动快慢B 在浓度梯度作用下的运动快慢8．室温下，半导体Si中掺硼的浓度为1014cm－3，同时掺有浓度为 1.1×1015cm－3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级（G ）；将该半导体升温至570K，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级（I ）。
（已知：室温下，ni≈1.5×1010cm－3，570K 时，ni≈2×1017cm－3）A 1014cm－3B 1015cm－3C 1.1×1015cm－3D 2.25×105cm－3 E1.2×1015cm－3 F 2×1017cm－3G 高于Ei H 低于Ei I 等于Ei9．载流子的扩散运动产生（ C ）电流，漂移运动产生（ A ）电流。
A 漂移B 隧道C 扩散10. 下列器件属于多子器件的是（ B D ）Ａ稳压二极管Ｂ肖特基二极管Ｃ发光二极管 D 隧道二极管11. 平衡状态下半导体中载流子浓度n0p0=ni2，载流子的产生率等于复合率，而当np<ni2 时，载流子的复合率（ C ）产生率Ａ大于Ｂ等于Ｃ小于12. 实际生产中，制作欧姆接触最常用的方法是（ A ）Ａ重掺杂的半导体与金属接触Ｂ轻掺杂的半导体与金属接触13．在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是（ C ）A BVCEOB BVCBOC BVEBO14．MIS 结构半导体表面出现强反型的临界条件是（ B ）。
（V S为半导体表面电势；qVB=Ei-EF）A V S=VB B V S=2V BC V S=015．晶体管中复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做得（ C ）A．较厚B．较薄C．很薄16．pn 结反偏状态下，空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而（ A ）。
A．展宽B．变窄C．不变17．在开关器件及与之相关的电路制造中，（ C ）已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。
A 钝化工艺 B 退火工艺 C 掺金工艺18．在二极管中，外加反向电压超过某一数值后，反向电流突然增大，这个电压叫（ B ）。
A 饱和电压 B 击穿电压 C 开启电压19．真空能级和费米能级的能值差称为（ A ）A 功函数B 亲和能C 电离电势20. 平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是（ A ）A 发射区B 基区C 集电区21．栅电压为零，沟道不存在，加上一个负电压才能形成P 沟道，该MOSFET 为（ A ） A P 沟道增强型 B P 沟道耗尽型 C N 沟道增强型 D N 沟道耗尽型二、判断题（共20 分，每题１分）１．（√）半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。
２．（√）半导体中的电子浓度越大，则空穴浓度越小。
３．（×）半导体中载流子低温下发生的散射主要是晶格振动的散射。
４．（×）杂质半导体的电阻率随着温度的增加而下降。
５．（√）半导体中杂质越多，晶格缺陷越多，非平衡载流子的寿命就越短。
６．（√）非简并半导体处于热平衡状态的判据是n0p0=ni2。
７．（√）MOSFET 只有一种载流子（电子或空穴）传输电流。
８．（√）反向电流和击穿电压是表征晶体管性能的主要参数。
９．（×）同一种材料中，电子和空穴的迁移率是相同的。
10．（√）MOS 型的集成电路是当今集成电路的主流产品。
１１．（√）平衡PN 结中费米能级处处相等。
１２．（√）能够产生隧道效应的PN 结二极管通常结的两边掺杂都很重，杂质分布很陡。
１３．（√）位错就是由范性形变造成的，它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期而位移一段距离。
１４．（√）在某些气体中退火可以降低硅-二氧化硅系统的固态电荷和界面态。
１５．（√）高频下，pn 结失去整流特性的因素是pn 结电容１６．（×）pn 结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。
１７．（√）要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值，就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。
１８．（√）二氧化硅层中对器件稳定性影响最大的可动离子是钠离子。
１９．（×）制造MOS 器件常常选用[111]晶向的硅单晶。
２０．（√）场效应晶体管的源极和漏极可以互换，但双极型晶体管的发射极和集电极是不可以互换的。
三、名词解释(共15 分，每题5分，给出关键词得3分)1．雪崩击穿随着PN 外加反向电压不断增大，空间电荷区的电场不断增强，当超过某临界值时，载流子受电场加速获得很高的动能，与晶格点阵原子发生碰撞使之电离，产生新的电子—空穴对，再被电场加速，再产生更多的电子—空穴对，载流子数目在空间电荷区发生倍增，犹如雪崩一般，反向电流迅速增大，这种现象称之为雪崩击穿。
2．非平衡载流子由于外界原因，迫使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态，其载流子浓度可以比平衡状态时多出了一部分，比平衡时多出了的这部分载流子称为非平衡载流子。
3．共有化运动当原子相互接近形成晶体时，不同原子的内外各电子壳层之间就有了一定程度的交叠，相邻原子最外层交叠最多，内壳层交叠较少。
原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子将可以在整个晶体中运动，这种运动称为电子的共有化运动。
四、问答题（22 分）1．简述肖特基二极管的优缺点。
（6 分，每小点1 分）优点：（1 ）正向压降低（2 ）温度系数小（ 3 ）工作频率高。
（ 4 ）噪声系数小缺点：（ 1 ）反向漏电流较大（ 2 ）耐压低2．MIS 结构中，以金属—绝缘体—P 型半导体为例，半导体表面在什么情况下成为积累层？什么情况下出现耗尽层和反型层？（6 分，每小点 2 分）积累状态：当金属与半导体之间加负电压时，表面势为负值，表面处能带向上弯曲，表面层内就会出现空穴的堆积。
（ 2 分）耗尽状态：当金属与半导体之间加正电压时，表面势为正值，表面处能带向下弯曲，表面处的空穴浓度较体内的低得多，这种状态就叫做耗尽状态。
（ 2 分）反型状态：当正电压进一步增加时，能带进一步向下弯曲，使表面处的费米能级高于中央能级 E i ，这意味着表面的电子浓度将超过空穴浓度，形成反型层。
（ 2 分）3．如何加电压才能使NPN 晶体管起放大作用。
请画出平衡时和放大工作时的能带图。
答：要使NPN晶体管起放大作用，发射结要加正向偏压，集电结反向偏压。
放大工作时的能带图如下五、计算题（共13 分，其中第一小题5分，第二小题 5 分，第三小题 3 分）1. 计算（1）掺入ND 为1×1015 个/cm3 的施主硅，在室温（300K）时的电子n0 和空穴浓度p0，其中本征载流子浓度n i=2×1010 个/cm3。
（2）如果在（1）中掺入NA=5×1014 个/cm3 的受主，那么电子n0 和空穴浓度p0 分别为多少？（3）若在（1）中掺入NA=1×1015 个/cm3 的受主，那么电子n0 和空穴浓度p0 又为多少？一、填空题（共25分 每空１分）１、硼、铝、镓等三族元素掺入到硅中，所形成的能级是受主（施主能级或受主能级）；砷、磷等五族元素掺入到硅中，所形成的能级是施主（同上）。
２、平衡状态下，我们用统一的费米能级ＥＦ来标志电子填充能级的水平，在非平衡状态下，导带中的电子填充能级的水平是用 导带费米能级（ＥＦn）来衡量，价带中电子填充能级的水平是用 价带费米能级（ＥＦp）来衡量。
３、载流子的散射机构主要有 电离杂质散射和 晶格振动散射。
５、ＰＮ结击穿共有三种：雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿 ６、晶体管的品种繁多，按其结构分可分为双极型、MOS晶体管。
在电子电路应用中，主要有两种接法即：共基极和共射极，其标准偏置条件为：发射极正向偏置、 集电极反向偏置。
７、P型半导体的MIS结构外加栅压时，共有三种状态： 积累 、 耗尽、反型 。
８、真空能级和费米能级的能量差称为功函数，真空能级和半导体导带底的能量差称为亲和能。
9、在二极管中，外加反向电压超过某一数值后，反向电流突然增大，这个电压叫击穿电压。
10、晶体管中复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做得较薄（较厚或较薄）。
11、载流子的扩散运动产生扩散电流，漂移运动产生漂移电流。
12、在开关器件及与之相关的电路制造中，掺金工艺已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。
二、判断题（共10分，每题1分）1、位错是半导体材料中的一种常见的线缺陷。
（R）2、在高温本征激发时，本征激发所产生的载流子数将远多于杂质电离所产生的载流子数。
（R）3、电离杂质散射与半导体中杂质浓度成正比。
（R）4、由注入所引入的非平衡载流子数，一定少于平衡时的载流子数，不管是多子还是少子。
（F）5、非平衡少子浓度衰减到产生时的1/e时的时间，称为非平衡载流子的寿命。
（R）6、俄歇复合是一种辐射复合。
（F）7、爱因斯坦关系式表明了非简并情况下载流子的迁移率和扩散系数直接的关系。
（R）8、在大的正向偏压时，扩散电容起主要的作用。
（R）9、齐纳击穿是一种软击穿。
( F)10、半导体的电导率随掺杂浓度的增加而增加。
（R）二、选择题：（单选多选均有 共２０分 每题２分）１．下列对纯净半导体材料特性叙述正确的是 A、DＡ 半导体的电阻率在导体和绝缘体之间Ｂ 半导体的电阻率随温度的上升而升高。
Ｃ 半导体的电阻率随温度的上升而减小。
Ｄ 半导体的电阻率可以在很大范围内变化。
２．下列器件中导电载流子是多子器件的是 B Ａ 稳压二极管 Ｂ 肖特基二极管Ｃ 发光二极管Ｄ变容二极管３．电子的迁移率是 A 空穴的迁移率。
Ａ 大于 Ｂ 等于 Ｃ 小于４．下列固体中，禁带宽度Eg最大的是 C Ａ 金属 Ｂ 半导体 Ｃ 绝缘体５．半导体与金属Al形成良好的欧姆接触的结构形式有 B、DＡAl-n-n+ Ｂ Al-n+-n Ｃ Al-p-p+ D Al-p+-p６．晶体中内层电子有效质量 A 外层电子的有效质量。