慧易升考研 -921通信类专业综合真题答案解析

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电路教研组

（1）扩散 （2）漂移 （3）复合
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2012通信类综合真题解析班 解题思路： 这道题考查的是：半导体物理基础，也是整个模电 的基础。模电的整个框架如下： 本征半导体 杂质半导体 PN结
二极管，BJT和FET这 些元器件所构成的各 种模拟应用电路
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PN结的三大应用： 二极管，BJT和FET
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2012通信类综合真题解析班 （3）、本征半导体中，自由电子数（空穴数）与温度 成正比； （4）、杂质半导体中，在一定温度条件下： 多数载流子的浓度主要取决于掺入的杂质浓度； 而少数载流子的浓度主要取决于温度。
（5）、补充一点是：对于杂质半导体，当温度升高时， 由本征激发产生载流子数目能够达到甚至超过由于掺杂 产生的载流子数目，使两者恰好相等的温度叫做本征温 度。超过本征温度以后，半导体失去可控性，因而这个 温度也是表征半导体性能的一个重要参数。
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杂质半导体
PN结
这个过程涉及的相关知识点有： 1、扩散运动；2、漂移运动；3、空间电荷区（耗尽区、 势垒区）；4、内建电场；5、对称结与不对称结；
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1、扩散运动：物质因浓度差而产生的运动称为扩散运 动，扩散运动由浓度高的地方流向浓度低的地方。因为 有浓度差，故物质之间存在梯度，而梯度就是矢量（力） 的表现形式，于是有浓度差的地方就有运动，这个运动 叫做扩散运动。 2、漂移运动：载流子在电场作用下的定向运动。
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2012通信类综合真题解析班 本征激发这一现象的产物是：产生自由电子——空穴对 2、复合 与本征激发这一现象相对应的另一现象就是复合。 游离的部分自由电子也可能回到空穴中去，这一现 象就称为复合。 复合这一现象的产物是：使自由电子——空穴对消失。
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空间电荷区：由于只剩下杂质离子电荷，它们不能移动。 耗尽区：由于没有了载流子，载流子被耗尽。 势垒区：由于杂质离子，使里面存在从N区指向P区的 电场，于是它们之间存在电势差。
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2012通信类综合真题解析班 4、内建电场
PN结形成以后，结 内只剩下不能移动的 带电杂质离子。由于 它们带电，又由于它 们不能移动（使它们 不能中和），所以异 性电荷之间存在电场， 这个由N区指向P区 的电场就叫做内建电 场。
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2012通信类综合真题解析班 4、P 型半导体 在本征半导体中掺入三价杂质元素，如硼、镓、铟 等形成了P型半导体，也称为空穴型半导体。 P型半导体中空 穴是多数载流子， 主要由掺杂形成； 自由电子是少数 载流子，由本征 激发形成。 空穴很容易俘获电子，使杂质原子成为负离子。三价杂 质因而也称为受主杂质。
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2012通信类综合真题解析班 5、本征半导体与杂质半导体中，自由电子与空穴之间， 以及它们与温度，与参杂浓度之间的关系：
（1）、本征半导体中，自由电子数=空穴数；
（2）、杂质半导体中， 在N型半导体中： 自由电子数（掺杂+本征激发）=空穴数（本征激发）+ 正离子数； 在P型半导体中： 空穴数（掺杂+本征激发）=自由电子数（本征激发）+ 负离子数；
本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。 也即：本征激发产生的自由电子——空穴对数等于因 复合而消失的自由电子——空穴数，使半导体内的自 由电子——空穴对总数保持稳定。
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2012通信类综合真题解析班 本征半导体小结： （1）空穴与电子成对出现
（2）自由电子在晶格中运动，空穴在共价键之间运动。 （3）温度升高时，载流子浓度增大，导电能力增强， 因此，本征半导体可以制成热敏元件。
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2012通信类综合真题解析班 5、对称结与非对称结 由杂质半导体形成的PN结，根据PN结P区和N区 宽度的大小关系可分为：对称结和非对称结。 对称结是指P区和N区宽度相等，非对称结是指P区 和N区宽度不等。。
P N ：表示P区相比于N区是高掺杂，空间电荷 区P区的宽度相比于N区要窄。
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本征半导体杂质半导体这个过程涉及的相关知识点有： 1、本征激发；2、复合；3、P型半导体；4、N型半导 体；5、本征半导体与杂质半导体中，自由电子与空穴 之间，以及它们与温度，与参杂离子数之间的关系。
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2012通信类综合真题解析班 1、本征激发： 当本征半导体处于热力学0K且没有外界影响时， 它的价电子束缚在共价键中，半导体中不存在自由运 动的电子，此时它是良好的绝缘体。当温度升高或受 到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子可以挣 脱共价键的束缚，成为能够导电的自由电子。 自由电子产生的同时，在其原来的共价键中就出 现了一个空位，原子的电中性被破坏，呈现出正电性， 其正电量与电子的负电量相等，人们常称呈现正电性 的这个空位为空穴。 产生自由电子——空穴对这一现象称为本征激发， 也称热激发。
（4）温度一定时，激发和复合达到动态平衡。
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2012通信类综合真题解析班 杂质半导体 在本征半导体中掺入某些微量元素作为杂质，可使 半导体的导电性质发生显著变化。掺入的杂质主要是三 价或五价元素。掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。 杂质半导体包括:N 型半导体和P型半导体。
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2012通信类综合真题解析班 3、空间电荷区（耗尽区、势垒区） 因边界两边的多子浓度差
多子的扩散运动 由杂质离子形成空间电荷区
空间电荷区形成内建电场 促使少子漂移
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阻止多子扩散
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2012通信类综合真题解析班 最后,多子的扩散和少 子的漂移达到动态平衡。 对于P型半导体和N型 半导体结合面，离子薄 层形成的空间电荷区称 为PN结。空间电荷区 也称耗尽层。
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2012通信类综合真题解析班 一、选择题（共10分，每题2分） 1、半导体内载流子在电场作用下形成 （2）运动。
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2012通信类综合真题解析班 3、N 型半导体 在本征半导体中掺入五价杂质元素，例如磷，可形 成N型半导体,也称电子型半导体。 在N型半导体中自 由电子是多数载流 子,它主要由杂质原 子提供；空穴是少 数载流子, 由本征 激发形成。
提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子， 因此五价杂质原子也称为施主杂质。
N P ：表示N区相比于P区是高掺杂，空间电荷
区P区的宽度相比于N区要宽。
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