半导体器件作业 有答案
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。
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》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(,22≤≤-=x x qax dxd p S εψ)0(,22n S D x x qN dxd ≤≤-=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)(20202=---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 x W 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。
现代半导体器件习题答案
2
xyz 中检测到粒子的概率正比于 r , t xyz 。
2
1.3 试从能带的角度说明导体、半导体和绝缘体在导电性能上的差异。 解：如图 1.3 所示，从能带的观点来看，半导体和 绝缘体都存在着禁带，绝缘体因其禁带宽度较大 (6~7eV)，室温下本征激发的载流子近乎为零，所 以绝缘体室温下不能导电。半导体禁带宽度较小， 只有 1~2eV，室温下已经有一定数量的电子从价 带激发到导带。所以半导体在室温下就有一定的 导电能力。而导体没有禁带，导带与价带重迭在 一起，或者存在半满带，因此室温下导体就具有 良好的导电能力。 1.4 为什么说本征载流子浓度与温度有关？ 解： 本征半导体中所有载流子都来源于价带电子的本征激发。 由此产生的载流子称为本征载 流子。本征激发过程中电子和空穴是同时出现的，数量相等， n0 p0 ni 。对于某一确定 的半导体材料，其本征载流子浓度为 ni n0 p0 NC NV e
10 5 cm 3
1.6 有两块单晶硅样品，它们分别掺有 10 cm 的硼和磷，试计算 300K 时这两块样品的电 阻率，并说明为什么 N 型硅的导电性比同等掺杂的 P 型硅好。 解 ： 查 P.22 图 1.4.2 可 得 空 穴 迁 移 率
3
p 400 cm 2 V s ， 电 子 迁 移 率
n 1200 cm 2 V s
半导体器件作业有包括答案.docx
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，－ 3570K 时， ni ≈ 2× 1017cm ）－ 3－ 3－ 3－ 3A 1014cmB 1015cmC 1.1 × 1015cmD 2.25× 105cmE 1.2 × 1015cm －3F 2× 1017cm －3 G高于 Ei H 低于Ei I等于Ei9． 载流子的扩散运动产生（CA 漂移B隧道）电流，漂移运动产生（C 扩散A）电流。
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流 子的复合率（ C ）产生率n0p0=ni2 ，载流子的产生率等于复合率，而当np<ni2时，载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）。
(完整版)常用半导体元件习题及答案
第5章常用半导体元件习题5.1晶体二极管一、填空题：1．半导体材料的导电能力介于和之间，二极管是将封装起来，并分别引出和两个极。
2．二极管按半导体材料可分为和，按内部结构可分为＿和，按用途分类有、、四种。
3．二极管有、、、四种状态，PN 结具有性，即。
4．用万用表（R×1K档）测量二极管正向电阻时，指针偏转角度，测量反向电阻时，指针偏转角度。
5．使用二极管时，主要考虑的参数为和二极管的反向击穿是指。
6．二极管按PN结的结构特点可分为是型和型。
7．硅二极管的正向压降约为 V，锗二极管的正向压降约为 V；硅二极管的死区电压约为 V，锗二极管的死区电压约为 V。
8．当加到二极管上反向电压增大到一定数值时，反向电流会突然增大，此现象称为现象。
9．利用万用表测量二极管PN结的电阻值，可以大致判别二极管的、和PN结的材料。
二、选择题：1. 硅管和锗管正常工作时，两端的电压几乎恒定，分别分为( )。
A.0.2-0.3V 0.6-0.7VB. 0.2-0.7V0.3-0.6VC.0.6-0.7V 0.2-0.3VD. 0.1-0.2V0.6-0.7V的大小为( )。
2.判断右面两图中，UABA. 0.6V 0.3VB. 0.3V 0.6VC. 0.3V 0.3VD. 0.6V 0.6V3.用万用表检测小功率二极管的好坏时，应将万用表欧姆档拨到（）Ω档。
A.1×10B. 1×1000C. 1×102或1×103D. 1×1054. 如果二极管的正反向电阻都很大，说明 ( ) 。
A. 内部短路B. 内部断路C. 正常D. 无法确定5. 当硅二极管加0.3V正向电压时，该二极管相当于( ) 。
A. 很小电阻B. 很大电阻C.短路D. 开路6．二极管的正极电位是-20V，负极电位是-10V，则该二极管处于（）。
A．反偏 B．正偏 C．不变D. 断路7．当环境温度升高时，二极管的反向电流将（）A．增大 B．减小 C．不变D. 不确定8．PN结的P区接电源负极，N区接电源正极，称为（）偏置接法。
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（）。
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=
(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。
半导体期末试题及答案
半导体期末试题及答案[第一部分：选择题]1. 西格玛公司的闸流体是一种常见的半导体器件，其特点是：A. 具有较大的工作电压和电流B. 可以在高频率下工作C. 具有较大的输入电阻和输出电流D. 可以作为开关来控制电流答案：D2. 对于半导体材料来说，硅的能隙是：A. 0.7eVB. 1.1eVC. 1.4eVD. 1.7eV答案：C3. 在PN结的空间电荷区，以下哪个说法是正确的？A. N区内由于施主杂质的存在，有较多的自由电子B. P区内由于受主杂质的存在，有较多的空穴C. 空间电荷区中，有较多的固定正、负离子D. 空间电荷区中，能级呈谷布尔分布答案：C4. 当PN结处于正向偏置时，以下说法正确的是：A. P区电子进入N区B. N区电子进入P区C. P区空穴进入N区D. N区空穴进入P区答案：B5. 以下关于晶体管的说法，错误的是：A. 晶体管由三个电极组成，分别是基极、发射极和集电极B. PNP型晶体管的发射区域是N区C. PNP型晶体管的集电区域是P区D. 晶体管是一种电流放大器件答案：A[第二部分：填空题]1. 临界击穿电压是指______。
答案：PN结电容器击穿时所需要的最小电压。
2. 在增强型N沟道MOSFET中，当栅极电压大于门槽压的时候，沟道位置______。
答案：低电位区（Depletion Region）3. 理想二极管的伏安特性曲线是一条______。
答案：指数函数曲线。
4. 晶体管的三个工作区分别是______。
答案：截止区、放大区、饱和区。
5. TTL门电路是由______和______两种类型的晶体管构成。
答案：NPN型晶体管和PNP型晶体管。
[第三部分：计算题]1. 一台功率为500W的LED照明灯需要工作电压为3.5V、工作电流为100mA的LED作为光源。
计算此照明灯所需的串并联关系和所需电阻值。
设LED的工作电压为Vf，工作电流为If。
串联LED的总电压为Us，并联LED的总电流为Ip。
《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。
14章 题库——半导体器件+答案
管正向压降为 0.7V。正确的答案为
。
图 14-2-22
A． D1 导通、D2 截止、UAB=0.7V B． D1 截止、D2 导通、UAB=-5.3V
C． D1 导通、D2 导通、UAB=0.7V D． D1 截止、D2 截止、UAB=12V
23、本征半导体掺入 5 价元素后成为
。
A．本征半导体
B． N 型半导体
图 14-3-10 11、在图 14-3-11 所示电路中，设 D 为理想二极管，已知输入电压 ui 的波形。试画出 输出电压 uo 的波形图。
图 14-3-11
12、某人检修电子设备时，用测电位的办法，测出管脚①对地电位为－6.2V；管脚②对 地电位为－6V；管脚③对地电位为－9V，见图 14-3-12 所示。试判断各管脚所属电极及 管子类型（PNP 或 NPN）。
25、下图 14-1-25 中 D1-D3 为理想二极管，A，B，C 灯都相同，其中最亮的灯是 灯。
图 14-1-25
26、测得某 NPN 管的 VBE＝0.7V，VCE＝0.2V，由此可判定它工作在_______区。
27、当 PN 结反偏时，外加电场与内电场方向相
，使空间电荷区宽度变
。
28、测得放大电路中某三极管的三个管脚 A、B、C 的电位分别为 6V、2.2V、2.9V，则 该三极管的类型为______，材料为______，并可知管脚______为发射极。
29、某晶体管的发射极电流等于 1mA，基极电流等于 20µA，则它的集电极电流等于 ______mA。
二、选择题
1、 判断下图 14-2-1 所示电路中各二极管是否导通，并求 A，B 两端的电压值。设二极
管正向压降为 0.7V。正确的答案为
《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(,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)(20202=---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。
半导体器件基础习题答案(完美版)
半导体器件习题答案
片的电阻率较大？说明理由。 A:
1 , n型半导体 q n N D 1 , p型半导体 q p N A
两片晶片的掺杂浓度相同，而电子的迁移率大于空穴的迁移率，因此 p 型半导体即晶片 2 的电阻率较大。 Q: (e) 在室温下硅样品中测得电子的迁移率 cm2/V .s 。求电子的扩散系数。 A:
第二章 2.2 使用价键模型，形象而简要地说明半导体 (a) 失去原子 (b) 电子 (c) 空穴 (d) 施主 (e) 受主
2.3 Q: 使用能带模型，形象而简要地说明半导体： (a) 电子 (b) 空穴 (c) 施主
(d) 受主
(e) 温度趋向于 0 K 时，施主对多数载流子电子的冻结
(f) 温度趋向于 0 K 时，受主对多数载流子空穴的冻结 (g) 在不同能带上载流子的能量分布 (h) 本征半导体
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：
Q: (c) 空穴的动能 K.E.=EG/4 A: 说明：
Q: (d) 光产生 A:
说明：从外部输入的光被吸收，电子被激发后，直接从价带进入导带 Q: (e) 直接热产生
1062109053 杨旭一整理 （仅供参考）
* m* p 2 m p ( Ev E )
g v ( E )[1 f ( E )] ( Ev E ) e
1/ 2
2
3
e ( E EF ) / kT
( E E F ) / kT
...
* m* p 2m p
d g c ( E ) f ( E ) dE e ( E EF ) / kT ( Ev E )1/ 2 e ( E EF ) / kT 1/ 2 2( Ev E ) kT 0 EE
模电试题库和答案解析
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（）。
A.0.03mA 流出三极管 e、c、bB.0.03mA 流进三极管 e、c、bC.0.03mA 流出三极管 c、e、bD.0.03mA 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（）。
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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×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≈×1010cm－3，570K 时，ni≈2×1017cm －3）A 1014cm－3B 1015cm－3C ×1015cm－3D ×105cm－3E ×1015cm－3 F 2×1017cm－3 G 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 Ei ，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BＡ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CＡ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+ ＢAl-n+-nＣAl-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。
Ａ大于Ｂ等于Ｃ小于Ｄ不一定７．原子构成的平面在x、y、z轴上的截距分别为－２、３、４，则其密勒指数为A Ａ（６，４，３）Ｂ（６，４，３）C（２，３，４）D（２，３，４）８．Pn结耗尽层中（如图所示）电场强度最大的地方是CＡpp’Ｂxx’Ｃnn’Ｄ一样大９．最能起到有效的复合中心作用的杂质是AＡ深能级杂质Ｂ浅能级杂质Ｃ中等能级杂质１０．在下列半导体中，费米能级最高的是 CA 强P型B 弱P型C 强N型D 弱N型三、名词解释(共15分每题5分)１、准费米能级费米能级和统计分布函数都是指的热平衡状态，而当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时，可以认为分就导带和价带中的电子来讲，它们各自处于平衡态，而导带和价带之间处于不平衡态，因而费米能级和统计分布函数对导带和价带各自仍然是适用的，可以分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的能级，称为“准费米能级”，分别用E F n、E F p表示。