14章 题库——半导体器件+答案
现代半导体器件及先进制造智慧树知到答案章节测试2023年浙江大学
第一章测试1.本征硅的费米能级位于：（）A:B:C:略偏向D:略偏向答案:C2.硼掺杂的硅中，下列说法正确的是：（）A:空穴浓度大于电子浓度B:硅的晶体结构将发生改变C:与磷掺杂硅的导电类型一致D:电子浓度大于空穴浓度答案:A3.抑制离子注入工艺中沟道效应的方法有（）。
A:降低离子注入能量B:衬底表面沉积非晶薄膜C:倾斜衬底D:升高衬底温度答案:BCD4.制造单晶硅衬底的方法包括（）。
A:直拉法B:氧化还原法C:区域熔融法D:外延生长法答案:AC5.当硅中掺杂浓度越小时，费米能级越靠近Ei。
（）A:对B:错答案:A第二章测试1.对于长沟道MOSFET器件，发生夹断后，下面说法中正确的是（）。
A:Vg≥Vd+VthB:沟道中漏极一侧的电位为0C:Vg继续增加，Id不会继续增大D:答案:ABC2.沟道长度缩短有可能对MOSFET器件产生哪些影响（）。
A:阈值电压增大B:器件的漏极电流增大C:器件的集成度增加D:器件的可靠性劣化答案:BCD3.有关MOSFET器件亚阈值摆幅（S）的说法错误的是（）A:亚阈值摆幅的单位是mVB:C:D:温度升高，亚阈值摆幅增大答案:A4.有关MOSFET器件特征长度的说法正确的是（）A:仅与器件的结构参数有关B:栅氧化层介电常数越厚，特征长度越小C:沟道长度相等的器件，特征长度越小，DIBL越小D:与器件的沟道长度呈正比答案:C5.MOSFET器件的阈值电压实际上是栅极MOS电容强反型区的起点。
（）A:错B:对答案:B第三章测试1.下面有关浸没式光刻技术的说法，正确的是（）A:能够减小光的波长B:在目镜和衬底间填充水C:能够增大物镜的数值孔径D:由台积电的工程师林本坚发明答案:ACD2.相移光刻技术中，使光产生相位差的方法包括：（）A:在掩膜板上的透光区域中添加移相器B:减小未沉积铬区域的石英板厚度C:改变石英掩膜板的倾斜角D:利用整面透光的石英板，改变局部区域的厚度答案:ABD3.根据瑞利判据得到的光刻分辨率极限，表达式为（）A:B:C:D:答案:C4.正光刻胶和负光刻胶中，光敏剂的作用分别是（）A:交联催化剂，交联催化剂B:交联催化剂，提供自由基C:提供自由基，提供自由基D:提供自由基，交联催化剂答案:D5.光刻是集成电路制造过程中总成本最高的工艺。
半导体器件智慧树知到答案2024年西安邮电大学
半导体器件西安邮电大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.不属于化合物半导体的有（）。
A:砷化铝 B:磷化镓 C:锗 D:磷化铝答案:C2.硅单晶晶体结构为（）。
A:正四面体结构 B:面心结构 C:立方体结构 D:体心结构答案:D3.属于化合物半导体有（）。
A:氧化镓 B:砷化镓 C:氮化镓 D:硅答案:ABC4.Si是一种IV族元素半导体（四主族）。
（）A:对 B:错答案:A5.半导体材料一般分为三种类型：无定型、多晶和单晶。
（）A:对 B:错答案:A第二章测试1.以下关于半导体中电子有效质量的描述，不对的选项是（）。
A:有效质量反映了晶格周期性势场对电子的作用 B:通过回旋共振实验可以测出电子有效质量 C:有效质量具有质量的量纲 D:有效质量是一个常数答案:D2.杂质半导体中电子占据施主能级的几率可以直接套用费米分布函数来进行计算。
（）A:对 B:错答案:B3.在单晶硅中掺入少量（）杂质元素会形成N型半导体？A:硼 B:磷 C:锗 D:镓答案:B4.单晶硅表面态密度的实验值要比理论值高几个数量级。
（）A:对 B:错答案:B5.关于半导体表面态的描述，下列（）是错误的？A:慢态位于氧化层与空气界面上，与体内交换电子必须通过氧化层 B:空态时呈中性而电子占据后带负电的为施主型表面态 C:快态位于氧化层与空气界面上，与体内交换电子必须通过氧化层 D:空态时带正电而电子占据后呈中性的为施主型表面态答案:BC第三章测试1.以下关于PN结的描述，正确的的选项是（）。
A:平衡PN结，P区一侧的费米能级高于N区一侧的费米能级 B:PN结具有单向导电性 C:PN结加正向偏压时，外加电场的方向与自建电场方向相同D:PN结加反向偏压时，势垒区内载流子产生率大于复合率答案:BD2.对于金属和N型半导体紧密接触，当Wm>Ws时，在界面处形成阻挡层（）A:对 B:错答案:A3.对于单边突变结，正确的的选项是（）A:耗尽层宽度主要在轻掺杂一侧 B:内建电势主要降落在轻掺杂一侧 C:耗尽层宽度主要在重掺杂一侧 D:P区和N区两边的掺杂浓度有数量级的差别答案:ABD4.正偏PN结耗尽层边界处少子浓度随正偏电压增加而线性增加（）A:错 B:对答案:A5.对于单边突变结，提高雪崩击穿的方法有（）A:选用禁带宽度更大的半导体材料 B:选用禁带宽度较窄的半导体材料 C:增加轻掺杂一侧掺杂浓度 D:降低轻掺杂一侧掺杂浓度答案:AD6.以PN+结为例，下列哪项可以提高PN结开关速度（）A:增大P区少子的扩散长度 B:减小P区少子的寿命 C:提高串联电阻R D:降低正向电流答案:BD第四章测试1.双极晶体管的基区特点（）。
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）。
《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 ）。
半导体器件原理简明教程习题答案Word版
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,Ge 与Si 为间接带隙半导体,Si 的Eg 比Ge 的Rg 大，所以Ge μ>Si μ.GaAs 为直接带隙半导体,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,材料1的禁带宽度为1.1eV,材料2的禁带宽度为3.0eV,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?解 本征载流子浓度:)exp()(1082.4215Tdp dn i k Eg m m m n ⨯= 两种半导体除禁带以外的其他性质相同∴)9.1exp()exp()exp(0.31.121Tk k k n n T T ==-- T k 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 317321002020010125.1102)105.1(p -⨯=⨯⨯==→=cm n n n p n i i ∴>00n p 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 i330201025.2-⨯==∴cm p nn i 00n p > ∴该半导体是p 型半导体)105.110ln(0259.0)ln(10170⨯⨯==-i FPi n p KT E E1.27 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。
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。
半导体器件物理考试重点
一、选择题
1.半导体材料中最常用的元素是：
A.硅（正确答案）
B.铜
C.铁
D.铝
2.在半导体中，载流子主要包括：
A.电子和质子
B.电子和空穴（正确答案）
C.空穴和离子
D.质子和中子
3.PN结的正向偏置是指：
A.P区接高电位，N区接低电位（正确答案）
B.N区接高电位，P区接低电位
C.P区和N区都接高电位
D.P区和N区都接低电位
4.二极管的正向特性是指：
A.正向电压下，电流随电压指数增长（正确答案）
B.正向电压下，电流随电压线性增长
C.反向电压下，电流随电压指数增长
D.反向电压下，电流保持不变
5.MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的栅极电压主要控制：
A.源极和漏极之间的电阻（正确答案）
B.源极和栅极之间的电阻
C.漏极和栅极之间的电阻
D.源极、栅极和漏极之间的总电阻
6.在CMOS（互补金属氧化物半导体）逻辑电路中，主要利用的是：
A.二极管的单向导电性
B.MOSFET的开关特性（正确答案）
C.双极型晶体管的放大特性
D.JFET（结型场效应晶体管）的电压控制特性
7.半导体器件中的“阈值电压”是指：
A.使器件开始导电的最小电压（正确答案）
B.使器件达到最大导电能力的电压
C.器件正常工作时的电压范围
D.器件击穿时的电压
8.在半导体存储器中，DRAM（动态随机存取存储器）需要定期刷新是因为：
A.DRAM中的电容会漏电（正确答案）
B.DRAM的访问速度较慢
C.DRAM的存储容量较小
D.DRAM的制造成本较高。
半导体器件基础习题答案(完美版)
gv ( E )[1 f ( E )]
f (E)
1 1 e
( E E F ) / kT
e ( E EF ) / kT , E EF 3kT
gc (E) f (E)
* * mn 2mn ( E Ec ) ( E EF ) / kT e 2 3 * * mn 2mn 2 3
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
p ea k , hole
2 3
1 1 1 ( Ev E )1/ 2 E peak,hole Ev kT 1/ 2 2( Ev E ) kT 2
2.16 与浓度相关的问题 (a) Q: 均匀掺杂N A 1015 / cm3 的 p 型硅片，在温度 T 0K 时，平衡状态的空穴和电子 浓度是多少？ A: 由于 T 趋于 0 K，因此 n->0，p->0 nN 和 (b) Q: 掺入杂质浓度为 N 的半导体 N ni 且所有的杂质全部被电离， 请判断杂质是施主还是受主？说明理由 A: 杂质是施主，因为 对于施主 n N D , p ni2 / N D 度是多少？ A: 硅片在 300K 的温度下的本征载流子浓度为 ni 1010 / cm 3 n 105 / cm3 假设非简并，则 p ni2 / n 1015 / cm3 结果显示确实为非简并 (d) Q: 在温度 T=300K，样品硅的费米能级位于本征费米能级之上 0.259eV 处，空穴和电子 的浓度是多少？ A: 硅片在 300K 的温度下的本征载流子浓度为
(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。
半导体器件物理习题答案
1、简要的回答并说明理由：①p+-n结的势垒宽度主要决定于n型一边、还是p型一边的掺杂浓度？②p+-n结的势垒宽度与温度的关系怎样？③p+-n结的势垒宽度与外加电压的关系怎样？④Schottky势垒的宽度与半导体掺杂浓度和温度分别有关吗？【解答】①p+-n结是单边突变结，其势垒厚度主要是在n型半导体一边，所以p+-n结的势垒宽度主要决定于n型一边的掺杂浓度；而与p型一边的掺杂浓度关系不大。
因为势垒区中的空间电荷主要是电离杂质中心所提供的电荷（耗尽层近似），则掺杂浓度越大，空间电荷的密度就越大，所以势垒厚度就越薄。
②因为在掺杂浓度一定时，势垒宽度与势垒高度成正比，而势垒高度随着温度的升高是降低的，所以p+-n结的势垒宽度将随着温度的升高而减薄；当温度升高到本征激发起作用时，p-n结即不复存在，则势垒高度和势垒宽度就都将变为0。
③外加正向电压时，势垒区中的电场减弱，则势垒高度降低，相应地势垒宽度也减薄；外加反向电压时，势垒区中的电场增强，则势垒高度升高，相应地势垒宽度也增大。
④Schottky势垒区主要是在半导体一边，所以其势垒宽度与半导体掺杂浓度和温度都有关（掺杂浓度越大，势垒宽度越小；温度越高，势垒宽度也越小）。
2、简要的回答并说明理由：①p-n结的势垒高度与掺杂浓度的关系怎样？②p-n结的势垒高度与温度的关系怎样？③p-n结的势垒高度与外加电压的关系怎样？【解答】①因为平衡时p-n结势垒（内建电场区）是起着阻挡多数载流子往对方扩散的作用，势垒高度就反映了这种阻挡作用的强弱，即势垒高度表征着内建电场的大小；当掺杂浓度提高时，多数载流子浓度增大，则往对方扩散的作用增强，从而为了达到平衡，就需要更强的内建电场、即需要更高的势垒，所以势垒高度随着掺杂浓度的提高而升高（从Fermi 能级的概念出发也可说明这种关系：因为平衡时p-n结的势垒高度等于两边半导体的Fermi 能级的差，当掺杂浓度提高时，则Fermi能级更加靠近能带极值[n型半导体的更靠近导带底，p型半导体的更靠近价带顶]，使得两边Fermi能级的差变得更大，所以势垒高度增大）。
半导体复习题(带答案)
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. 82．关于本征半导体，下列说法中错误的是（ C ）P65A. 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 03．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. τ1 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。
。
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 ）P15A. 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、67A.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。
《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、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 。
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－3F 2×1017cm－3G 高于 EiH 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 ）。
半导体器件滨川圭弘答案
半导体器件滨川圭弘答案半导体器件）是半导体器件中与电学相关的概念。
当电学信号发生变化时（开关动作),导致半导体器件内电性能发生变化。
例如在开关状态下输入电压低于() V的时候发生()。
电流大于() V时发生();电流小于() V时发生()。
为了防止通过电流所产生的电荷通过薄膜而相互吸引，可使用硅和铝制成的半导体 MOSFET （或其他晶体管）。
由于器件具有与所接触基片不同的特性和对输入电压不同的调节能力，可以根据工作状态而调整电压和电流。
例如开关器件具有()所对应的低电压特性。
1.不受输入电压的影响这是一个典型的半导体器件。
它的内部结构中包含一个多功能的 MOSFET,该 MOSFET能够承受()电流。
如果需要对输入电压进行调节，那么该 MOSFET的输出电压可能会发生变化。
该设计的优点是不受输入电压的影响。
此外通常不需要其他参数来对 MOSFET进行调节。
这类设计能使开关频率维持在()以上。
即使在开关状态下输入电压为() V时也能保持恒定的电压和电流值。
例如不需要输入电压或者恒定的电压值就可以保持恒定的电流。
2.工作状态的电压可在开关状态下调整开关状态下的电压可在开关状态下调整。
例如在0 V时，通过输入电压）来调整电压，而在100 V或更高电压时，则通过基片来保持电压。
由于在0 V时开关状态下与基片的电荷状态不同，因此只能通过对基片施加电压来进行调整。
例如电压下降到(3 V或更低）时只需要增加一个电阻或通过改变电流来进行调整。
这样做是为了使电压能够变化较小。
由于具有低电压特性（开关状态下不需要输入电压),因此可以根据输入电压（或电压值）来控制开关元件的工作状态。
3.不能调节额定电流(A)器件在电流开关状态下，在负载电阻值与电阻()之间施加电压。
即使负载电阻值与负载电流的乘积超过所规定的最大电流值，也不会影响器件的正常工作。
因此，只要电压在负载电阻值的附近就不会影响器件的正常工作。
(B)负载电阻值与负载电流的乘积随负载电阻值的增大。
14章 题库——半导体器件+答案
C．P 型半导体
D．5 价半导体
三、计算题
1、判断下图 14-3-1 电路中的二极管是导通还是截止，并求出输出电压 Uo（设二极管 为硅管，电阻 R 为 100Ω）。
VD
2V
R
U0
(a)
R
2V
VD
U0
(b)
R
2V
VD
U0
( c)
VD
2V
R
U0
R
2V
R
U0
VD
R
2V
R
U0
VD
(d)
(e)
(f )
图 14-3-1
16、当加到二极管上的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。
17、N 型半导体中多子是______，是通过掺入_____价元素后形成的掺杂半导体。
18、用一只万用表不同的欧姆档分两次测得某个二极管的电阻分别为 250Ω 和 ∞ ，产生 这种现象的原因是_______________________。
正确的答案为d1导通d2截止uab07vd1截止d2ab53vd1导通d2ab07vd1截止d2截止uab12v23本征半导体掺入5价元素后成为n型半导体cp型半导体d5价半导体三计算题1判断下图1431电路中的二极管是导通还是截止并求出输出电压u设二极管为硅管电阻r为100
第 14 章 半导体器件
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
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D A
3kΩ 6V
12V O
(a)
A
3kΩ 15V
12V O
(b)
D1
D2
A
3kΩ 15V
12V
O (c)
D1
D2
A
3kΩ 6V
12V
O (d)
图 14-3-6
7、电路如图 14-3-7 所示，E=4 V, ui = 8sin ωt V。二极管的正向压降可忽略不计，试 根据给出的输入波形绘出相应输出电压 uo 的波形。
C．P 型半导体
D．5 价半导体
三、计算题
1、判断下图 14-3-1 电路中的二极管是导通还是截止，并求出输出电压 Uo（设二极管 为硅管，电阻 R 为 100Ω）。
VD
2V
R
U0
(a)
R
2V
VD
U0
(b)
R
2V
VD
U0
( c)
VD
2V
R
U0
R
2V
R
U0
VD
R
2V
R
U0
VD
(d)
(e)
(f )
图 14-3-1
C．D1 导通、D2 导通、Uo=4.3V
D．D1 截止、D2 截止、Uo=-5V
18、硅发光二极管的正常工作状态是
。
A．正向导通
B．反向截止
C．反向击穿
D．无法确定
19、某三极管处于放大工作状态，则其发射结和集电结的偏置分别为
。
A. 正偏，正偏
B. 正偏，反偏
C. 反偏，正偏
D. 反偏，反偏
20、在图 14-2-20 所示的电路中，二极管不具有理想特性，当电源 V=5V 时，测得 I=1mA。 若把电源电压调整到 V=10V，则电流 I 的大小将是_ _ _。
4.7kΩ
vI1
D1
v0
vI2
D2
图 14-3-3
4、电路如图 14-3-4 所示。利用硅二极管恒压降模型求电路的 I D 和 vD = V0 = ?
(10 ± 1)V
R 1kΩ
+ v0 D1 2vD D2
−
(10 ± 1)V R 1kΩ
+ v0
D1
D2
3vD
−
图 14-3-4
图 14-3-5
5、电路如图 14-3-5 所示，在上题的基础上，增加一只二极管 D3 以提高输出电压。利 用硅二极管恒压降模型求电路的 I D 和 Vo？
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
。
图 14-2-1
A．D1 导通、D2 截止、UAB=-7.3V
9、导电性能介于______与_______之间的叫半导体。
10、将______封装起来并加上_______就构成了半导体二极管。
11、PN 结正向偏置时_____，反向偏置时______，这种特性称为 PN 结的_____，但是 当硅材料的 PN 结正向偏压小于______，锗材料的 PN 结正向偏压小于______时，PN 结仍不导通，我们把这个区域叫______。
第 14 章 半导体器件
一、填空题
1、PN 结的单向导电性指的是 _____________________。
2、硅晶体管和锗晶体管工作于放大状态时，其发射结电压 UBE 分别为____V 和____V。
3、晶体三极管有两个 PN 结，分别是_____和_____，分三个区域_____、_____和_____。 晶体管的三种工作状态是________、________和_________。
A、放大区； B、饱和区； C、截止区； D、击穿区。
15、PN 结加正向电压时，其正向电流是_____________。
A、多子扩散而成； B、少子扩散而成； C、少子漂移而成； D、多子漂移而成。
16、三极管组成的放大电路在工作时，测得三极管上各电极对地直流电位分别为 VE＝ 2.1V，VB＝2.8V，VC＝4.4V，则此三极管已处于_______。
+15V U0
2kΩ VD1 VD2
(e)
+40V U0
2kΩ
VD1 VD2 U0
(f )
图 14-3-2
3、一二极管开关电路如图 14-3-3 所示。当 VI1 同组合情况下，输出电压 v0 的值。设二极管是理想的。
VCC 5V
22、已知某放大状态的晶体管的β＝50，现测得其 IE＝2mA，忽略 ICEO，则 IB 为 mA。
23、用万用表直流电压档测得电路中晶体管各电极的对地电位，试判断这些晶体管分别 处于那种工作状态（饱和、截止、放大、或已损坏）。（A 为锗材料，BC 为硅材料）
A 处于
；B 处于
；C 处于
。
24、PN 结外加正向电压时，扩散电流_______漂移电流（填“大于”或“小于”）， 耗尽层变_______（填“宽”或“窄”）。
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）。
A. 电流为零
B. 电流基本正常
C. 击穿
D. 被烧坏
4、 二极管两端加正向电压时________。
A.一定导通 B. 超过死区电压才导通 C. 超过 0.7V 导通 D. 超过 0.3V 才导通
5、如图所示，处于正常状态的二极管是________。
−100V A.
−50V
V1
5V B.
4V V2
R 7V V3 1KΩ
2、如图 14-3-2 所示的电路中硅稳压管 VD1 和 VD 2 的稳压值 U z1 = 7V ﹑ U z2 = 12V ，求 各电路的输出电压 U0 。
2kΩ
2kΩ
2kΩ
+40V
VD1 VD2
+40V U0
+40V VD1
U0
VD2
VD1 U0
VD2
(a)
(b)
(c)
+40V
2kΩ VD1
VD2 (d)
A、放大区； B、饱和区； C、截止区； D、击穿区。
17、判断下图 14-2-17 所示电路中各二极管的导通情况，并求电压 Uo（设二极管正向
导通压降为 0.7V）。以下说法正确的为
。
图 14-2-17
图 14-2-20
A．D1 导通、D2 截止、Uo=4.3V
B．D1 截止、D2 导通、Uo=2.3V
图 14-3-7
8、下图 14-3-8 所示的电路中，已知 ui=10sinωt，E=5V，二极管的正向导通电压为 0.7V， 试画出输出电压 uo 的波形，并在坐标轴上标上必要的标注。
图 14-3-8 9、电路和参数如图 14-3-9 所示，试求 Uo 的值。设二极管的正向压降为 0.7V。
图 14-3-9 10、计算图 14-3-10 所示电路的电位 UY（设 D 为理想二极管）。 （1）UA＝UB＝0 时； （2）UA＝E，UB＝0 时； （3）UA＝UB＝E 时。
16、当加到二极管上的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。
17、N 型半导体中多子是______，是通过掺入_____价元素后形成的掺杂半导体。
18、用一只万用表不同的欧姆档分两次测得某个二极管的电阻分别为 250Ω 和 ∞ ，产生 这种现象的原因是_______________________。
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。
A.I=2mA
B.I<2mA
C.I>2mA
D.I=1mA
21、如图 14-2-21 所示电路，设 Ui=sinωt(V)，E=2V，二极管具有理想特性，则输出电 压 Uo 的波形应为__ ___图所示。
图 14-2-21
22、判断下图 14-2-22 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
A、三价； B、四价； C、五价； D、六价。
11、PN 结加正向电压时，空间电荷区宽度将
。
A．变窄
B．基本不变
C．变宽
D．以上都不对。
12、用万用表直流电压挡测得晶体管三个管脚的对地电压分别是 V1＝2V，V2＝6V，V3 ＝2.7V，由此可判断该晶体管的管型和三个管脚依次为___________。
7、某晶体三极管三个电极的电位分别是：V1＝2V，V2＝1.7V，V3＝－2.5V，可判断该 三极管管脚“1”为_____极，管脚“2”为_____极，管脚“3”为_____极，且属于____ 材料_______型三极管。