半导体器件物理考试试卷
半导体器件物理试题
1.P-N结雪崩击穿、隧道击穿和热击穿的原理2.简述晶体管开关的原理3.简述晶体管4个频率参数的定义并讨论它们之间的大小关系4.简述弗仑克耳缺陷和肖特基缺陷的特点、共同点和关系5.以NPN型晶体管为例，试论述晶体管在不同工作模式下基区少数载流子分布特征及与晶体管输出特性间的关系6.请阐述MOSFET的基本结构并结合示意图说明在不同外置电压情况下其工作状态和输出特性7.叙述非平衡载流子的产生和复合过程，并描述影响非平衡载流子寿命的因素8.论述在外加直流电压下P-N结势垒的变化、载流子运动以及能带特征9.试叙述P-N结的形成过程以及P-N结外加电压时其单向导电特征10.何谓截止频率、特征频率及振荡频率，请叙述共发射极短路电流放大系数与频率间的关系11.请叙述晶体管四种工作模式并分析不同模式下基区少数载流子的分布特征12.请画出P型半导体理想MOS的C-V曲线，并叙述曲线在不同外加电信号作用下的曲线特征及原因13.影响MOS的C-V特性的因素有哪些？它们是如何影响C-V曲线的14.MOS中硅-二氧化硅，二氧化硅层中有哪些影响器件性能的不利因素15.介绍MIS结构及其特点，并结合能带变化论述理想MIS结构在加不同偏压时半导体表面特征16.晶体管具备放大能力须具备哪些条件17.饱和开关电路和非饱和开关电路的区别（各自有缺点）是什么18.简述势垒区正负空间电荷区的宽度和该区杂质浓度的关系19.结合能带图简述绝缘体、半导体及导体的导电能力20.说明晶体管具有电信号放大能力的条件并画出不同情况下晶体管的输入输出曲线并描述其特征21.请画图并叙述晶体管电流放大系数与频率间的关系22.请画出MOSFET器件工作中的输出特性及转移特性曲线并描述其特征23.请叙述双极型晶体管和场效应晶体管的工作原理及区别24.画出CMOS倒相器的工作图并叙述其工作原理25.提高双极型晶体管功率增益的途径有哪些26.请描述双极型晶体管大电流特性下的三个效应27.画出共基极组态下的晶体管输入及输出特性曲线。
半导体物理与器件考核试卷
B.硅化
C.硼化
D.镍化
17.在半导体工艺中，以下哪些步骤属于前道工艺？（）
A.光刻
B.蚀刻
C.离子注入
D.镀膜
18.以下哪些材料常用于半导体器件的互连？（）
A.铝
B.铜导线
C.镓
D.硅
19.在半导体物理中，以下哪些现象与载流子的复合有关？（）
A.发射
B.复合
C.陷阱
D.所有上述现象
20.以下哪些因素会影响半导体激光器的阈值电流？（）
半导体物理与器件考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，主要因为其（）
C. Nitrogen（氮的）
D. Excess electrons（过剩电子）
5. P-N结在反向偏置时，其内部的电场强度（）
A.减小
B.增大
C.消失
D.不变
6.以下哪个不是太阳能电池的工作原理？（）
A.光电效应
B.热电效应
C.光生伏特效应
D.量子效应
7.在MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）中，MOS电容的C-V特性曲线中，积累区对应于（）
18. A, B
19. D
20. D
三、填空题
1.禁带
2.电子
3.降低
4.金属-氧化物-半导体
5.温度
6.栅氧化层质量
7.紫外光
8.能级
9.玻尔兹曼分布
10.温度
半导体物理试题及答案
半导体物理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，这是由于（）。
A. 半导体的原子结构B. 半导体的电子结构C. 半导体的能带结构D. 半导体的晶格结构答案：C2. 在半导体中，电子从价带跃迁到导带需要（）。
A. 吸收能量B. 释放能量C. 吸收光子D. 释放光子答案：A3. PN结形成的基础是（）。
A. 杂质掺杂B. 温度变化C. 压力变化D. 磁场变化答案：A4. 半导体器件中的载流子主要是指（）。
A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 光子答案：C5. 半导体的掺杂浓度越高，其导电性能（）。
A. 越好B. 越差C. 不变D. 先变好再变差答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 半导体的导电性能可以通过改变其________来调节。
答案：掺杂浓度2. 半导体的能带结构中，价带和导带之间的能量差称为________。
答案：带隙3. 在半导体中，电子和空穴的复合现象称为________。
答案：复合4. 半导体器件中的二极管具有单向导电性，其导通方向是从________到________。
答案：阳极阴极5. 半导体的PN结在外加正向电压时，其内部电场会________。
答案：减弱三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述半导体的掺杂原理。
答案：半导体的掺杂原理是指通过向半导体材料中掺入少量的杂质元素，改变其电子结构，从而调节其导电性能。
掺入的杂质元素可以是施主杂质（如磷、砷等），它们会向半导体中引入额外的电子，形成N型半导体；也可以是受主杂质（如硼、铝等），它们会在半导体中形成空穴，形成P型半导体。
2. 描述PN结的工作原理。
答案：PN结是由P型半导体和N型半导体结合而成的结构。
在PN结中，P型半导体的空穴会向N型半导体扩散，而N型半导体的电子会向P型半导体扩散。
由于扩散作用，会在PN结的交界面形成一个内建电场，该电场会阻止更多的载流子通过PN结。
合肥工业大学《半导体器件物理》试卷（一）标准答案及评分细则
合肥⼯业⼤学《半导体器件物理》试卷（⼀）标准答案及评分细则《半导体器件物理》试卷（⼀）标准答案及评分细则⼀、填空（共32分，每空2分）1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于扩散电容产⽣于过渡区外的⼀个扩散长度范围内，其机理为少⼦的充放电，⽽过渡区电容产⽣于空间电荷区，其机理为多⼦的注⼊和耗尽。
2、当MOSFET器件尺⼨缩⼩时会对其阈值电压VT产⽣影响，具体地，对于短沟道器件对VT的影响为下降，对于窄沟道器件对VT的影响为上升。
3、在NPN型BJT中其集电极电流IC受VBE电压控制，其基极电流IB受VBE 电压控制。
4、硅-绝缘体SOI器件可⽤标准的MOS⼯艺制备，该类器件显著的优点是寄⽣参数⼩，响应速度快等。
5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等⼏种，其中发⽣雪崩击穿的条件为VB>6Eg/q。
6、当MOSFET进⼊饱和区之后，漏电流发⽣不饱和现象，其中主要的原因有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。
⼆、简述（共18分，每⼩题6分）1、Early电压V A。
2、截⽌频率f T。
答案：截⽌频率即电流增益下降到1时所对应的频率值。
3、耗尽层宽度W。
答案：P型材料和N型材料接触后形成PN结，由于存在浓度差，就会产⽣空间电荷区，⽽空间电荷区的宽度就称为耗尽层宽度W。
三、分析（共20分，每⼩题10分）1、对于PNP型BJT⼯作在正向有源区时载流⼦的输运情况；答案：对于PNP型晶体管,其发射区多数载流⼦空⽳向集电区扩散,形成电流IEP，其中⼀部分空⽳与基区的电⼦复合，形成基极电流的IB的主要部分，集电极接收⼤部分空⽳形成电流ICP，它是IC的主要部分。
2、热平衡时突变PN结的能带图、电场分布，以及反向偏置后的能带图和相应的I-V特性曲线。
（每个图2分）答案：热平衡时突变PN结的能带图、电场分布如下所⽰：反向偏置后的能带图和相应的I-V特性曲线如下所⽰：四、计算推导（共30分，每⼩题15分）1、MOSFET⼯作在⾮饱和区时的Sah⽅程推导，并求解跨导g m和沟道电导g D，说明提⾼gm的具体措施；（每步2分，电导计算4分，措施3分）提⾼gm的具体措施有：（1）增⼤载流⼦迁移率，选⽤体内迁移率⾼的材料；（2）减⼩栅氧化层厚度，制作⾼质量的尽可能薄的栅氧化层；（3）增⼤器件的宽长⽐；（4）减⼩器件的串联电阻。
半导体物理试卷
半导体物理试卷一．填空题（20分）1.半导体的晶格结构有、和。
2.本征激发是指电子激发成为电子的过程。
3.pn 结电容包括和。
4.在简并化的重掺杂半导体中，n 型半导体的费米能级进入，p 型半导体费米能级进入。
5.半导体载流子在运动中会遭到散射，其根本原因是。
二．选择题（20分）1.能带底电子的有效质量为m n *,则1/m n *等于（）。
A.(d 2E/dk 2)k=0/h 2B.(d 2E/dk 2) k=0/hC. (d 2E/dk 2) k=0/k 2D. (d 2E/dk 2) k=0/k2.下列式中为费米分布函数的是（）。
A.)exp(21110Tk E E f -+ B.)exp(2110T-+C.)exp(110Tk E E f -+ D. )exp(0Tk E E f --3.已知n 型硅半导体中电子的寿命为350us,电子的迁移率为3600cm 2/vs ，则电子的扩散长度为（）A.0.15cm B 0.1 6cm C 0.17cm D 0.18cm 4.300k 时，硅的本征电导率为2*105Ω.cm,如果电子和空穴的迁移率分别为1300cm 2/vs ，500cm 2/vs ，则本征硅的载流子浓度为（）。
A.1.7*1010B.1.8*1010C.1.9*1010D.2*10105.导带阶等于（）A ．Ec-Ev B.Eg 2-Eg 1 C.χ1-χ2 D.Eg 2-Eg 1-(χ1-χ2) 6.发生弱简并的条件是（）A. Ec- E F ≦0B.Ec-E F 〉2k 0TC.0≦ Ec- E F ≦2k 0TD.以上都不对7.对于n 型半导体，满足小注入的条件是（） A.0n p n >>?=?B.0n p n <<>?=?8.pn 结空间电荷区又称为（）A.反型层C.堆积层D.以上都不对9. 在MIS 结构中，当金属板上加的电压为开启电压时，表面势VS=（）A.V BB.2 V BC.3 V BD.4 V B10.下列杂质掺入硅中为施主杂质的是（）A. AlB. GaC. InD. P 三．简答题（10分）1.以As 掺入Ge 中为例，说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和n 型半导体。
半导体器件物理考试试卷2套
1稳态2肖特基势垒（要知道英文名）3受激辐射4自发辐射5非平衡状态6厄雷效应7 热电子8空穴9直接复合和间接复合问答题1什么是欧姆接触2激光器激射的条件论述题1、pn结的单向导通性（正向反向？？？）2、led的外量子效率受什么影响，如何提高？3、双极性晶体管的放大原理4、MOS和MES的区别5、异质结的应用推导题1 推导平衡状态的费米能级处处相等2光电探测器的外量子效率受什么影响稳态：半导体内载流子浓度不随时间变化而变化。
肖特基势垒：Schottky barrrier指一具有大的势垒高度（即金属与半导体功函数之差远大于KT）以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属—半导体接触。
受激辐射：一能量为ｈν光子撞击原本处于激态的原子，此原子被激发后转移到基态，并且放出一个与入射辐射相位相同、能量相同的光子，这个过程称为受激辐射。
自发辐射：处于激发态的原子很不稳定，经过短暂的时间后，在不受外来的激发情况下，它就会跳回基态，并放出一个光子，这个过程称为自发辐射。
非平衡状态：空穴与电子浓度之积大于热平衡载流子浓度的平方时，半导体处于非平衡状态。
Early效应：当集电极与基极间的反向偏压增加时（即V EC增大时），基区宽度减少，导致基区中的少数载流子浓度梯度增加，扩散电流随之增加，因此β0也增加。
这种随着V EC增大β0也增大从而导致BJT为非线性放大的效应称为Early效应。
热电子：真空能级以上的电子称为热电子。
空穴：电子挣脱化学键的束缚后留下来的空的键位，或者原子中空的量子状态，称为空穴，其有效质量为正。
直接复合和间接复合：电子直接由导带跃迁到价带从而发生非平衡载流子的复合，该复合称为直接复合。
若非平衡载流子是通过复合中心进行的复合，则该复合称为间接复合。
1稳态2肖特基势垒（要知道英文名）3受激辐射4自发辐射5非平衡状态6厄雷效应7 热电子8空穴9直接复合和间接复合问答题欧姆接触：相对于半导体器件总电阻而言，其接触电阻可以忽略的金属—半导体接触，称为欧姆接触。
半导体物理试卷
半导体物理试卷一、选择题（每题3分，共30分）1. 本征半导体是指（）的半导体。
A. 不含杂质和缺陷B. 电子浓度等于空穴浓度。
C. 导电性介于导体和绝缘体之间D. 以上都是。
2. 在半导体中，导带底附近的电子有效质量（）。
A. 大于零B. 小于零C. 等于零D. 可正可负。
3. 对于N型半导体，其多数载流子是（）。
A. 电子B. 空穴C. 离子D. 光子。
4. 杂质半导体中的杂质能级位于（）。
A. 禁带中B. 导带中C. 价带中D. 以上都有可能。
5. 半导体的费米能级随温度升高（）。
A. 向禁带中央移动B. 向导带底移动。
C. 向价带顶移动D. 不确定，取决于半导体类型。
6. 当PN结正向偏置时，（）。
A. 势垒高度降低，扩散电流大于漂移电流。
B. 势垒高度升高，扩散电流小于漂移电流。
C. 势垒高度不变，扩散电流等于漂移电流。
D. 势垒高度降低，扩散电流小于漂移电流。
7. PN结的电容包括（）。
A. 势垒电容和扩散电容B. 仅势垒电容。
C. 仅扩散电容D. 寄生电容。
8. 在半导体中，空穴的运动是（）。
A. 实际的粒子运动B. 电子运动的等效。
C. 离子运动的等效D. 光子运动的等效。
9. 半导体的电导率与（）有关。
A. 载流子浓度和迁移率B. 禁带宽度。
C. 杂质浓度D. 以上都是。
10. 以下哪种现象不是半导体的特性（）。
A. 光电导效应B. 压阻效应。
C. 超导现象D. 热电效应。
二、填空题（每题2分，共20分）1. 半导体的晶格结构主要有_____和_____（举两种）。
2. 根据杂质在半导体中提供载流子的类型，杂质可分为_____杂质和_____杂质。
3. 半导体的载流子散射机制主要有_____散射、_____散射等。
4. 在热平衡状态下，半导体中的电子浓度和空穴浓度的乘积为_____（表达式）。
5. PN结的空间电荷区是由_____和_____形成的。
6. 半导体的霍尔效应中，霍尔系数与载流子浓度和_____有关。
半导体物理试题库及答案
半导体物理试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 在半导体中，电子从价带跃迁到导带所需能量的最小值称为：A. 禁带宽度B. 费米能级C. 载流子浓度D. 电子亲和能答案：A2. 下列哪种半导体材料的禁带宽度大于硅？A. 锗B. 砷化镓C. 硅D. 碳化硅答案：D3. PN结在正向偏置时，其导电性能主要取决于：A. 电子B. 空穴C. 杂质D. 复合答案：B4. 半导体器件中，二极管的导通电压通常为：A. 0.2VB. 0.7VC. 1.5VD. 3.3V答案：B5. 在半导体物理学中，霍尔效应可以用来测量：A. 载流子浓度B. 载流子迁移率C. 载流子类型D. 所有以上答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 下列哪些因素会影响半导体的载流子浓度？（多选）A. 温度B. 光照C. 杂质浓度D. 材料类型答案：ABCD2. 半导体器件的能带结构包括：A. 价带B. 导带C. 禁带D. 费米能级答案：ABC3. 下列哪些是半导体材料的特性？（多选）A. 导电性介于导体和绝缘体之间B. 导电性随温度升高而增加C. 导电性随光照强度增加而增加D. 导电性随杂质浓度增加而增加答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）1. 半导体材料的导电性可以通过掺杂来改变，其中掺入____类型的杂质可以增加载流子浓度。
答案：施主2. 在PN结中，当外加电压的方向与PN结内电场方向相反时，称为______偏置。
答案：反向3. 半导体材料的导电性随温度升高而______。
答案：增加4. 半导体器件的能带结构中，价带和导带之间的区域称为______。
答案：禁带5. 霍尔效应测量中，当载流子受到垂直于电流方向的磁场作用时，会在垂直于电流和磁场的方向上产生______。
答案：霍尔电压四、简答题（每题5分，共10分）1. 简述半导体材料的导电机制。
答案：半导体材料的导电机制主要涉及价带中的电子获得足够能量跃迁到导带，从而成为自由电子，同时在价带中留下空穴。
半导体元件物理试卷
半导体元件物理试卷1.原子轨域有四种, 下面哪种不是？ [单选题] *A. S轨域B. P轨域C. E轨域(正确答案)D. F轨域2.半导体材料有两种载子做传输, 分别是？ *A. 电子(正确答案)B. 原子C. 离子D. 空穴(正确答案)3.原子是由哪些部分组成？ *A. 质子(正确答案)B. 中子(正确答案)C. 电子(正确答案)D. 载子4.单一原子有不同数量的电子填入低能轨域中, 若多个电子聚在一起, 其相同轨域会？ [单选题] *A. 重叠B. 融合C. 靠近但不重叠(正确答案)D. 分裂5.金属，绝缘体与半导体可以用什么区分？ *A. 能隙(正确答案)B. 导电度(正确答案)C. 透光度D. 吸光能力6. 电子可借由什么能量从低能阶跃迁到高能阶？ *A. 风能B. 电能(正确答案)C. 光能(正确答案)D. 热能(正确答案)7.半导体掺雑后可以形成哪两种极性？ *A. A型B. P型(正确答案)C. N型(正确答案)8.载子传输有哪两种方式？ *A. 位能差B. 漂移(正确答案)C. 磁场D. 扩散(正确答案)9.若有一IV族半导体需要掺雑成N型, 以下哪一族可以当做掺雑元素？ *B. III族C. IV族D. V族(正确答案)10.能带图有三条线很重要, 以下哪一个不是？ [单选题] *A. Ed(正确答案)B. EcC. EvD. Ef11.半导体掺雑有哪两个用途？ *A. 调整电阻值(正确答案)B. 改变光性C. 产生极性(正确答案)D. 产生磁性12.N型半导体是哪一种载子多？ [单选题] *A. 电子(正确答案)B. 空穴C. 中子D. 离子13.P型半导体是哪一种载子多？ [单选题] *A. 电子B. 空穴(正确答案)D. 离子14.“半导体”的名称主要是因为半导体材料有何特性？ [单选题] *A. 本身导电B. 本身绝缘C. 给予能量后导电(正确答案)D. 给予能量后不导电15.PN接面产生时, 会先产生哪一种电流？ [单选题] *A. 漂移电流B. 分散电流C. 磁场电流D. 扩散电流(正确答案)16.当PN接面产生后产生内建电场, 会产生哪一种电流？ [单选题] *A. 漂移电流(正确答案)B. 分散电流C. 磁场电流D. 扩散电流17.PN接面产生时, 对于P极与N极能带的接合, 需要有哪三个步骤完成？ *A. Ef共水平(正确答案)B. 真空阶连续(正确答案)C. 各自间距不变(正确答案)D. 以上皆非18.金属与半导体接面, 可以形成哪两种接触？ *A. PN接触B. 欧姆接触(正确答案)C. 金半接触D. 萧基接触(正确答案)19.以N型半导体而言, 若要形成欧姆接触, 金属的金属功函数要？ [单选题] *A. 越大越好B. 适中就好C. 不大不小D. 越小越好(正确答案)20.以P型半导体而言, 若要形成欧姆接触, 金属的金属功函数要？ [单选题] *A. 越大越好(正确答案)B. 适中就好C. 不大不小D. 越小越好。
半导体物理基础与器件原理考核试卷
4. 二极管的主要参数包括正向电压和________。
答案：
5. 晶体管的工作状态包括________、饱和和截止。
答案：
6. 场效应晶体管（FET）的输入阻抗比双极型晶体管（BJT）的输入阻抗________。
答案：
7. LED的发光颜色取决于其材料的________。
答案：
8. 太阳能电池的转换效率受到________、材料类型和环境温度等因素的影响。
3. BJT基于电子和空穴的复合与扩散，FET基于电场控制载流子流动。BJT适用于模拟放大，FET适用于数字开关和模拟放大，FET输入阻抗高，开关速度快。
4. 太阳能电池通过光生伏特效应将光能转换为电能。效率受材料类型、表面纹理、环境温度影响。提高效率可通过优化材料、设计表面纹理、使用太阳能跟踪系统等。
11. BD
12. ABCD
13. ABC
14. ABC
15. ABCD
16. ABCD
17. ABC
18. ABCD
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1. 本征
2. 掺杂浓度、温度
3. 反向；正向
4. 反向饱和电流
5. 放大
6. 高
7. 禁带宽度
8. 材料类型、结构设计
9. 光刻胶
10. 与
A. FET有一个栅极，BJT没有
B. BJT有一个基极，FET没有
C. FET的源极和漏极可以互换，BJT不行
D. BJT使用PN结，FET使用金属-半导体结
13. 在MOSFET中，当栅极电压低于阈值电压时，器件处于（ ）状态。
A. 导通
B. 截止
C. 饱和
D. 反向导通
半导体物理复习试题及答案复习资料
半导体物理复习试题及答案复习资料一、选择题1、下面关于晶体结构的描述，错误的是（）A 晶体具有周期性的原子排列B 晶体中原子的排列具有长程有序性C 非晶体的原子排列没有周期性D 所有晶体都是各向同性的答案：D解释：晶体具有各向异性，而非各向同性。
2、半导体中的施主杂质能级（）A 位于导带底附近B 位于价带顶附近C 位于禁带中央D 靠近价带顶答案：A解释：施主杂质能级靠近导带底，容易向导带提供电子。
3、本征半导体的载流子浓度随温度升高而（）A 不变B 减小C 增大D 先增大后减小答案：C解释：温度升高，本征激发增强，载流子浓度增大。
4、下面关于 PN 结的描述，正确的是（）A PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区B 正向偏置时，PN 结电流很大C 反向偏置时，PN 结电流很小且趋于饱和D 以上都对答案：D解释：PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区，正向偏置时多数载流子扩散电流大，反向偏置时少数载流子漂移电流小且趋于饱和。
5、金属和半导体接触时，如果形成阻挡层，那么半导体表面是（）A 积累层C 反型层D 以上都可能答案：B解释：形成阻挡层时，半导体表面通常是耗尽层。
二、填空题1、常见的半导体材料有_____、＿____和_____等。
答案：硅、锗、砷化镓2、半导体中的载流子包括_____和_____。
答案：电子、空穴3、施主杂质的电离能_____受主杂质的电离能。
（填“大于”或“小于”）答案：小于4、当半导体处于热平衡状态时，其费米能级_____。
（填“恒定不变”或“随温度变化”）答案：恒定不变5、异质结分为_____异质结和_____异质结。
答案：突变异质结、缓变异质结1、简述半导体中施主杂质和受主杂质的作用。
答：施主杂质在半导体中能够提供电子，使其成为主要的导电载流子，增加半导体的电导率。
受主杂质能够接受电子，产生空穴，使空穴成为主要的导电载流子，同样能提高半导体的电导率。
半导体物理学试题及答案
半导体物理学试题及答案半导体物理学试题及答案(一) 一、选择题1、如果半导体中电子浓度等于空穴浓度，则该半导体以( A )导电为主;如果半导体中电子浓度大于空穴浓度，则该半导体以( E )导电为主;如果半导体中电子浓度小于空穴浓度，则该半导体以( C )导电为主。
A、本征B、受主C、空穴D、施主E、电子2、受主杂质电离后向半导体提供( B )，施主杂质电离后向半导体提供( C )，本征激发向半导体提供( A )。
A、电子和空穴B、空穴C、电子3、电子是带( B )电的( E );空穴是带( A )电的( D )粒子。
A、正B、负C、零D、准粒子E、粒子4、当Au掺入Si中时，它是( B )能级，在半导体中起的是( D )的作用;当B掺入Si中时，它是( C )能级，在半导体中起的是( A )的作用。
A、受主B、深C、浅D、复合中心E、陷阱5、 MIS结构发生多子积累时，表面的导电类型与体材料的类型( A )。
A、相同B、不同C、无关6、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。
A、变大，变小 ;B、变小，变大;C、变小，变小;D、变大，变大。
7、砷有效的陷阱中心位置(B )A、靠近禁带中央B、靠近费米能级8、在热力学温度零度时，能量比EF小的量子态被电子占据的概率为( D )，当温度大于热力学温度零度时，能量比EF小的量子态被电子占据的概率为( A )。
A、大于1/2B、小于1/2C、等于1/2D、等于1E、等于09、如图所示的P型半导体MIS结构的C-V特性图中，AB段代表( A)，CD段代表( B )。
A、多子积累B、多子耗尽C、少子反型D、平带状态10、金属和半导体接触分为：( B )。
A、整流的肖特基接触和整流的欧姆接触B、整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触C、非整流的肖特基接触和整流的欧姆接触D、非整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触11、一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，若光照忽然停止t??后，其中非平衡载流子将衰减为原来的( A )。
(完整版)半导体器件物理试题库.docx
西安邮电大学微电子学系商世广半导体器件试题库常用单位：在室温（ T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为n i = 1.510×10/cm3电荷的电量 q= 1.6 ×10-19Cn2/V sp2/V s μ=1350 cmμ=500 cmε0×10-12F/m=8.854一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。
非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。
迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。
晶向：晶面：（二）填空题1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。
2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。
3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。
4．线缺陷，也称位错，包括、两种。
5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。
6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。
7．对于 N 型半导体，根据导带低E C和 E F的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。
8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。
9．在 Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷 4 种基本形式的电荷或能态。
10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。
（三）简答题1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？2．说明元素半导体Si 、 Ge中主要掺杂杂质及其作用？3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a，计算晶面（ 100）、（ 110）的面间距和原子面密度。
半导体器件物理性能分析考核试卷
3. ABCD
4. ABC
5. ABCD
6. ABC
7. ABC
8. ABCD
9. ABD
10. ABC
11. ABC
12. ABCD
13. ABCD
14. ABCD
15. ABCD
16. ABCD
17. ABC
18. ABC
19. ABCD
20. AC
三、填空题
1.禁带宽度
2.空穴、电子
A.材料的禁带宽度
B.表面反射率
C.光照强度
D.电池面积
( )
7.以下哪些是场效应晶体管的优点？
A.输入阻抗高
B.开关速度快
C.热稳定性好
D.输出电流大
( )
8.下列哪些因素会影响LED的亮度？
A.电流大小
B.材料的发光效率
C.封装材料
D.环境温度
( )
9.关于JFET和双极型晶体管的描述，下列哪些是正确的？
A. JFET是N沟道或P沟道器件
B. MOSFET有一个绝缘层隔离的栅极
C. JFET的漏电流随温度升高而减少
D. MOSFET的阈值电压通常比JFET低
( )
8.在双极型晶体管中，当处于放大区时，集电极电流与基极电流的关系是？
A.集电极电流大于基极电流
B.集电极电流小于基极电流
C.集电极电流等于基极电流
4.太阳能电池通过光生伏特效应将光能转化为电能。影响转换效率的关键因素包括材料的禁带宽度、光照强度、表面反射率、电池的结构和温度等。
2.沟道调制效应是指当MOSFET中的沟道长度减小时，源漏电场增强，导致载流子迁移率下降，沟道长度越短，效应越明显。这会导致器件的阈值电压和亚阈值摆幅变化，影响开关速度和功耗。
半导体器件物理 试题
第2页
2． （1 分）对金属栅 MOS 电容的平带电压没．有．影．响．的是（ ）。
A) 半导体衬底掺杂浓度； B) 栅极金属材料的功函数； C) 环境温度； D) 栅氧化层厚度。
∫ VFB
= φms
−
Qss Cox
−
1 Cox
tox x ρ ( x)dx 0 tox
功函数差
qφms = Wm − Ws
第 10 页
（ 装 订 线 内 不 要 答 题 ）
第 11 页
D) 沟道区掺杂浓度下降，工作电压下降，关断电流下降；
短沟道效应：亚阈值摆幅变大，漏电流上升，氧化层厚度下降，沟道掺杂浓度上升。
（
装
订
线
A
内
不
要
答
题
）
第5页
5． （1 分）正确描述增强型 NMOSFET 转移特性的图是 流的正方向）。
（总是假定流入漏端为电
A)
B)
C)
D)
C
第6页
三、 判断正误（认为正确的打√，认为错误的打×）（10%）
一、 填空（30%）
1． （1 分）具有统一的费米能级是半导体电子系统处于（ 热平衡状态
）的标志。
2． （1 分）室温下掺杂浓度相同的 n-型硅半导体单晶材料和 p-型硅半导体单晶材料，电阻
率较高的是（ p 型
）。
3． （5 分）如图是两个 MOS 管栅极电容的测量曲线（横 坐标向右为栅压增加的方向）。Curve1, Curve2 对应 MOS 电容分别记做 MOS1，MOS2。则：测量曲线说明测量 的 是 （ NMOSFET ） 电 容 （ 填 NMOSFET 或 者 PMOSFET）；MOS1 的氧化层厚度（ 等于 ）MOS2 的 氧化层厚度；MOS1 的衬底掺杂浓度（ 大于 ）MOS2 的衬底掺杂浓度；MOS1 的阈值电压（ 大于 ）MOS2 的阈值电压；MOS1 的最大耗尽层宽度（ 小于 ）MOS2 的最大耗尽层宽度。
半导体器件物理试卷及答案2套
《半导体器件物理》试卷（一）一、填空（共32分，每空2分）1、PN结电容可分为和两种，它们之间的主要区别。
2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压VT产生影响，具体地，对于短沟道器件对VT的影响为，对于窄沟道器件对VT的影响为。
3、在NPN型BJT中其集电极电流IC受电压控制，其基极电流IB受电压控制。
4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是。
5、PN结击穿的机制主要有等几种，其中发生雪崩击穿的条件为。
6、当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因有，和。
二、简述（共18分，每小题6分）1、Early电压V A。
2、截止频率f T。
3、耗尽层宽度W。
三、分析（共20分，每小题10分）1、对于PNP型BJT工作在正向有源区时载流子的输运情况；2、热平衡时突变PN结的能带图、电场分布，以及反向偏置后的能带图和相应的I-V特性曲线。
（每个图2分）四、计算推导（共30分，每小题15分）1、MOSFET工作在非饱和区时的Sah方程推导，并求解跨导g m和沟道电导g D，说明提高gm的具体措施；（每步2分，电导计算4分，措施3分）2、在NPN双极型晶体管正向有源区工作时，，，试求该器件正向电流增益，并说明提高的几种途径。
其中，，。
（计算推导9分，措施6分）《半导体器件物理》试卷（二）一、填空（共24分，每空2分）1、PN结电击穿的产生机构两种；2、双极型晶体管中重掺杂发射区目的；3、晶体管特征频率定义；4、P沟道耗尽型MOSFET阈值电压符号；5、MOS管饱和区漏极电流不饱和原因；6、BV CEO含义；7、MOSFET短沟道效应种类；8、扩散电容与过渡区电容区别。
二、简述（共20分，每小题5分）1、内建电场；2、发射极电流集边效应；3、MOSFET本征电容；4、截止频率。
三、论述（共24分，每小题8分）1、如何提高晶体管的开关速度？2、BJT共基极与共射极输出特性曲线的比较。
半导体器件与物理试题
西安电子科技大学考试时间 120 分钟试 题 （A ）班级 学号 姓名 任课教师 贾新章、游海龙一、(20分)名词解释(1) 单边突变结 (2) 大注入(3) 基区自偏压效应(4) 发射极电流集边效应 (5) 小信号 (6) 雪崩击穿二、(16分) 对PN 结解连续性方程基于哪几个基本假设得到下述I －V 特性？I ＝A()1e )(L p qD L n qD kT qVpn p np n 0-+请说明实际伏安特性与上述表达式给出的理想伏安特性的主要差别以及导致这些差别的主要原因（只要求说明原因，不要求具体解释）。
三、(16分)(1) 说明实际双极晶体管共射极电流放大系数β0随直流工作电流I C以及偏置电压V CE 变化的趋势。
(2) 绘制能表现这种变化趋势的I C －V CE 输出特性曲线示意图。
(3) 是哪些物理效应导致β0与I C 、V CE 有关？（只要说明是什么物理效应，不要求解释）四、(16分)：双极晶体管特征频率与晶体管结构参数的关系如下式所示：f T ≈)C R 2x D 2W C r (21TC C dcmcnb2bTE e +ν++π(1) 说明分母括号中每一项（注意：不是每个参数）代表什么时常数； (2) 结合上述表达式，说明提高双极晶体管特征频率的主要措施。
五、(16分)下图是PN 结隔离双极集成电路中多发射极条NPN 晶体管埋层、隔离、基区、发射区、引线孔（已填充灰色）几个层次的版图图形。
(1)说明采用多发射极条结构的优点和缺点。
(2) 请在版图中标注出埋层、隔离、基区、发射区层次的图形。
(3) 说明确定发射区图形的长度和宽度、N －外延层的电阻率和外延层厚度时需要考虑什么问题。
六、(16分)(1) 说明PN 结二极管模型和模型参数描述中 “面积因子”的含义以及采用“面积因子”的作用；(2) 说明PN 结二极管模型参数IS 、RS 、CJ0、TT 、BV 、IBV 的含义。
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西安邮电大学微电子学系商世广半导体器件试题库常用单位：在室温（ T = 300K ）时，硅本征载流子的浓度为n i = 1.510×10/cm3电荷的电量 q= 1.6 ×10-19Cn2/V sp2/V s μ=1350 cmμ=500 cmε0×10-12F/m=8.854一、半导体物理基础部分（一）名词解释题杂质补偿：半导体内同时含有施主杂质和受主杂质时，施主和受主在导电性能上有互相抵消的作用，通常称为杂质的补偿作用。
非平衡载流子：半导体处于非平衡态时，附加的产生率使载流子浓度超过热平衡载流子浓度，额外产生的这部分载流子就是非平衡载流子。
迁移率：载流子在单位外电场作用下运动能力的强弱标志，即单位电场下的漂移速度。
晶向：晶面：（二）填空题1．根据半导体材料内部原子排列的有序程度，可将固体材料分为、多晶和三种。
2．根据杂质原子在半导体晶格中所处位置，可分为杂质和杂质两种。
3．点缺陷主要分为、和反肖特基缺陷。
4．线缺陷，也称位错，包括、两种。
5．根据能带理论，当半导体获得电子时，能带向弯曲，获得空穴时，能带向弯曲。
6．能向半导体基体提供电子的杂质称为杂质；能向半导体基体提供空穴的杂质称为杂质。
7．对于 N 型半导体，根据导带低E C和 E F的相对位置，半导体可分为、弱简并和三种。
8．载流子产生定向运动形成电流的两大动力是、。
9．在 Si-SiO 2系统中，存在、固定电荷、和辐射电离缺陷 4 种基本形式的电荷或能态。
10．对于N 型半导体，当掺杂浓度提高时，费米能级分别向移动；对于P 型半导体，当温度升高时，费米能级向移动。
（三）简答题1．什么是有效质量，引入有效质量的意义何在？有效质量与惯性质量的区别是什么？2．说明元素半导体Si 、 Ge中主要掺杂杂质及其作用？3．说明费米分布函数和玻耳兹曼分布函数的实用范围？4．什么是杂质的补偿，补偿的意义是什么？（四）问答题1．说明为什么不同的半导体材料制成的半导体器件或集成电路其最高工作温度各不相同？要获得在较高温度下能够正常工作的半导体器件的主要途径是什么？（五）计算题1．金刚石结构晶胞的晶格常数为a，计算晶面（ 100）、（ 110）的面间距和原子面密度。
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一．概念题
1.稳态：系统（半导体）能量处于最低，且各物理量如温度、载流子浓度等不随时间变化，则可称其处于稳态。
2.肖特基势垒：即Schottky Barrier，指一具有大的势垒高度（即势垒>>kT），以及掺杂浓度比导带或价带上态密度低的金属-半导体接触。
3.受激辐射：指处于激发态的半导体在一能量为hν的入射光照射下导带上的电子与价带上的空穴复合，发出与入射光具有相同能量、相位以及方向的光的过程。
4.自发辐射：指处于激发态的半导体，不需要外来的激发，导带中电子就与价带中的空穴复合，发出光子能量等于电子和空穴复合前所处能级能级差的光的过程。
5.非平衡状态：指系统（半导体）由于受光照、电注入等原因载流子浓度、电流密度等物理量不再稳定而随时间变化，变化最终达到稳定的状态。
6.对于共射组态双极型晶体管，理想情况下，当I b固定且V ec>0时，I c是不随变化的。
但实际上当V ec变化时，集电区空间电荷区宽度会随之变化，导致基区中载流子浓度随之变化，从而Ic随之变化。
具体表现为I c随V ec增加而增大，这种电流变化称为厄雷效应。
7.热电子：半导体中的电子可以吸收一定的能量（如光照射、电注入等）而被激发到更高的能级上，这些被激发到更高能级上的电子就称为热电子。
8.空穴：近满带中一些空的量子态被称为空穴。
由于电子的流动会导致这些空的量子态也流动，从而从其效果上可以把它当作一带有正单位电荷的与电子类似的载流子。
9.直接复合和间接复合：半导体的热平衡状态由于超量载流子的导入而被破坏时，会出现一些使系统回复平衡的机制称为复合。
在复合过程中，若电子从导带跃迁回价带过程中其动量不发生变化（即k不变）则称为直接复合，若其动量发生变化则称为间接复合。
二．问答题
1.什么是欧姆接触：当一金属-半导体接触的接触电阻相对于半导体的主体电阻或串联电阻可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触。
降低接触电阻我们可以采取以下两个措施：（1）减小势垒高度。
即对于n型半导体，采用功函数小的金属；对于p型半导体，采用功函数大的金属。
（2）利用隧穿效应，提高隧穿电流，减小接触电阻，做法为提高掺杂浓度。
2.激光器激射的条件：（1）分布反转。
为了使受激辐射大于吸收，应当使得两准费米能级之间的载流子分布反转，即E fp到Ec之间为空状态，Ev到E fp之间都被电子填满。
（2）谐振腔。
为了能够得到单一频率和相位的激光，谐振腔结构是必备的。
（3）使增益至少等于损耗，即电流至少大于阈值电流。
辐射在谐振腔内来回反射时，由于缺陷散射、端面透射等原因会有能量损耗，为了使激光能够出射，必须使增益至少等于损耗。
三．论述题
1.pn结的单向导通性：（1）p型区的多子为空穴，少子为电子；n型区的多子为电子，少子为空穴。
当它们结合在一起时，由于载流子之间的浓度差会引起载流子的扩散，而扩散又导致了电场的出现，具体过程如下。
开始时，空穴由p型区跨过接触面扩散到n型区，并与n型区中的自由电子相遇而复合；而电子则由n型区扩过接触面扩散到p型区，并与p型区中的空穴相遇而复合。
这样，就在紧靠接触面区域的p侧留下带负电荷的受主离子，在n侧留下带正电荷的施主离子，且这两侧的正负离子电荷相等。
这样就产生了由n区指向p区的电场。
这个电场将阻止上述扩散的进行，同时它又使得n区中少子空穴漂移到p 区，p区中的少子电子漂移到n区。
随着上述多子扩散运动的进行，紧靠在接触面两侧的离子电荷量增多，电场增大，结果就是多子扩散减弱，少子漂移增强，最终二者达到动态平衡。
（2）外加电压时。
当外加正向电压，即p区电势高于n区电势时，外加的电场使得内建电场减弱了，打破了之前的平衡状态，使得多子扩散作用大于少子漂移作用，由于扩散的是多子，因此pn结中有较大的电流流过；当外加反向电压时，外加电场于内建电场同向，使得少子漂移作用大于多子的扩散作用，但因为少子浓度相对多子来说是很小的，因此pn结只有很小的反向电流流过。
从而pn结具有单向导通性。
3.发射区重掺，基区轻掺，小的基区宽度。
从共射组态放大系数β入手。
4. MES具有与MOS相似的电流电压特性。
然而在器件的删电极部分，MES利用金属-半导体的整流接触取代了MOSFET的MOS结构；另外，在源极与漏极部分，MESFET以欧姆接触取代MOSFET中的p-n结。
5．异质结应用：（1）异质结双极型晶体管（HBT）。
发射区采用宽Eg的材料，可以使得Nb>>Ne，从而可以保证在集电区重掺杂的情况下保证放大系数，这样空间电荷区宽度可以进一步减小，如此也减小了厄雷效应和基区渡越时间，器件的性能得以提升。
（2）调制掺杂场效应晶体管（MODFET），也叫异质结场效应管（HFET）。
如图的结构。
其明显地提高器件的速度。
其改进结构如下。
（3）异质结发光二极管。
利用异质结可以提高效率。
在复合区外用Eg较大的材料包围，可以对载流子起到很好的约束作用。
（4）异质结激光器，如DFB，量子阱激光等。
例如量子阱激光。
其导带和价带的态密度有抛物线被替换成阶梯状，因此有一群近乎相同能量的电子与一群近乎相同能量的空穴复合，使得激光器具有阈值电流减小、输出功率提高，速度得到提升等优点。
此外还有多重量子阱、分隔约束异质结构多重量子阱、渐变折射率分隔约束异质结构等，都可以有效地约束载流子即光场。
（5）异质结光电二极管。
在较小Eg的半导体上淀积一层较大Eg的材料形成。
优点是量子效率与结至表面距离的关系不明显。
此外还可以根据材料的组合，使得特定波长的光信号可以有最理想的量子效率和响应速度。
（6）在APD中的应用。
若材料的离化率之比趋近于1，可以采用如下的异质结构来使得α与β偏离，过剩噪声因子降低。
四．推导题
1.电流密度Jn=0推知Efn不变，Jp=0推知Efp不变。
2.吸收系数、空间电荷区宽度以及结至表面的距离。
……。