最新09级半导体器件物理A卷答案
半导体物理习题解答
半导体物理习题解答（河北大学电子信息工程学院 席砺莼）1－1．（P 32）设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量E c （k ）和价带极大值附近能量E v （k ）分别为：E c (k)=0223m k h +022)1(m k k h -和E v (k)= 0226m k h －0223m k h ；m 0为电子惯性质量，k 1＝1/2a ；a ＝0.314nm 。
试求：①禁带宽度；②导带底电子有效质量； ③价带顶电子有效质量；④价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。
[解] ①禁带宽度Eg根据dk k dEc )(＝0232m k h ＋012)(2m k k h -＝0；可求出对应导带能量极小值E min 的k 值：k min ＝143k ， 由题中E C 式可得：E min ＝E C (K)|k=k min =2104k m h ； 由题中E V 式可看出，对应价带能量极大值Emax 的k 值为：k max ＝0；并且E min ＝E V (k)|k=k max ＝02126m k h ；∴Eg ＝E min －E max ＝021212m k h ＝20248a m h ＝112828227106.1)1014.3(101.948)1062.6(----⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯＝0.64eV ②导带底电子有效质量m n0202022382322m h m h m h dkE d C =+=；∴ m n ＝022283/m dk E d h C= ③价带顶电子有效质量m ’02226m h dkE d V -=，∴0222'61/m dk E d h m Vn -== ④准动量的改变量h △k ＝h (k min -k max )= ahk h 83431=[毕]1－2．（P 33）晶格常数为0.25nm 的一维晶格，当外加102V/m ，107V/m 的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。
《半导体物理学》试题与及答案
练习1-课后习题7
第二章 半导体中杂质和缺陷能级
锑化铟的禁带宽度E g = 0.18 e V ，相对介电常数 εr = 17 ，电子的 有效质量mn∗ = 0.015 m0， m 0为电子的惯性质量，求 ⅰ）施主杂质的电离能， ⅱ）施主的弱束缚电子基态轨道半径。
解：
练习2
第二章 半导体中杂质和缺陷能级
所以样品的电导率为： q(n0 n p0 p )
代入数据得，电导率为2.62 ×1013S/cm 所以，电场强度 E J 1.996103 mA / cm
作业-课后习题2
第四章 半导体的导电性
试计算本征Si 在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1450cm2/V·S 和500cm2/V·S。当掺入百万分之一的As 后，设杂质全部电离，试计算其电 导率。比本征Si 的电导率增大了多少倍？（ni=1.5×1010cm-3; Si原子浓度为 =5.0×1022cm-3,假定掺杂后电子迁移率为900cm2/V·S)
m0为电子惯性质量，k1=1/2a; a=0.314nm。试求： （1）禁带宽度； （2）导带底电子有效质量； （3）价带顶电子有效质量； （4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。
练习2-课后习题2
第一章 半导体中的电子状态
2.晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加102V/m和107V/m 的电 场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。
所以，300k时，
nT 300
(1.05 1019
5.7
1018 )
exp(
0.67 1.61019 21.381023 300)
1.961013cm3
77k时，
2009半导体物理试卷-A卷答案
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 学期期 末 考试半导体物理 课程考试题 A 卷 （ 120分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 2010年 元月 18日课程成绩构成：平时 10 分， 期中 5 分， 实验 15 分， 期末 70 分一、选择题（共25分，共 25题，每题1 分）A ）的半导体。
A. 不含杂质和缺陷B. 电阻率最高C. 电子密度和空穴密度相等D. 电子密度与本征载流子密度相等2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（ D ）。
A. 不含施主杂质B. 不含受主杂质C. 不含任何杂质D. 处于绝对零度3、对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级E F 随温度上升而（ D ）。
A. 单调上升B. 单调下降C. 经过一个极小值趋近EiD. 经过一个极大值趋近Ei4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（ C ）。
A. 金属 B. 本征半导体 C. 掺杂半导体 D. 高纯化合物半导体5、公式*/m q τμ=中的τ是半导体载流子的（ C ）。
A. 迁移时间 B. 寿命 C. 平均自由时间 D. 扩散时间6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（ A ）………密………封………线………以………内………答………题………无………效……A. 含硼1×1015cm -3的硅B. 含磷1×1016cm -3的硅C. 含硼1×1015cm -3，磷1×1016cm -3的硅D. 纯净的硅7、室温下，如在半导体Si 中，同时掺有1×1014cm -3的硼和1.1×1015cm -3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级为（ G ）。
将该半导体由室温度升至570K ，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级为（ I ）。
09级半导体器件物理A卷答案
09级半导体器件物理A卷答案15(晶体管中复合与基区厚薄有关，基区越厚，复合越多，因此基区应做得项目一二三四五总分( C )A(较厚 B(较薄 C(很薄满分 10016(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 )。
得分 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 掺金工艺一、选择题:(含多项选择，共30分，每空1分，错选、漏选、多选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 )。
均不得分) A 饱和电压 B 击穿电压 C 开启电压 1(半导体硅材料的晶格结构是( A ) 19(真空能级和费米能级的能值差称为( A ) A 金刚石 B 闪锌矿C 纤锌矿 A 功函数 B 亲和能 C 电离电势 2(下列固体中，禁带宽度Eg最大的是( C ) 20(平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是( A ) , 金属 , 半导体 ,绝缘体 A 发射区 B 基区 C 集电区 3(硅单晶中的层错属于( C ) 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 ) , 点缺陷 , 线缺陷 , 面缺陷 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 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 )。
判断题(共20分，每题,分) 二、常州信息职业技术学院 2010 ,2011 A 空穴 B 电子 ,(( ? )半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。
5(砷化镓中的非平衡载流子复合主要依靠( A ) ,(( ? )半导体中的电子浓度越大，则空穴浓度越小。
业技术学院 2010 ,2011 学年第一 A 直接复合 B 间接复合 C 俄歇复合,(( × )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。
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案一、选择填空（22分）1、在硅和锗的能带结构中，在布里渊中心存在两个极大值重合的价带，外面的能带（ B ），对应的有效质量（ C ），称该能带中的空穴为( E )。
A. 曲率大；B. 曲率小；C. 大；D. 小；E. 重空穴；F. 轻空穴2、如果杂质既有施主的作用又有受主的作用，则这种杂质称为（F ）。
A. 施主B. 受主C.复合中心D.陷阱 F. 两性杂质3、在通常情况下，GaN呈（ A ）型结构，具有（ C ），它是（F ）半导体材料。
A. 纤锌矿型；B. 闪锌矿型；C. 六方对称性；D. 立方对称性；E.间接带隙；F. 直接带隙。
4、同一种施主杂质掺入甲、乙两种半导体，如果甲的相对介电常数εr是乙的3/4，m n*/m0值是乙的2倍，那么用类氢模型计算结果是（ D ）。
A.甲的施主杂质电离能是乙的8/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/4B.甲的施主杂质电离能是乙的3/2，弱束缚电子基态轨道半径为乙的32/9C.甲的施主杂质电离能是乙的16/3，弱束缚电子基态轨道半径为乙的8/3D.甲的施主杂质电离能是乙的32/9，的弱束缚电子基态轨道半径为乙的3/85、.一块半导体寿命τ=15µs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照突然停止30µs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（C ）。
A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e2； D.1/26、对于同时存在一种施主杂质和一种受主杂质的均匀掺杂的非简并半导体，在温度足够高、n i>> /N D-N A/ 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。
A. 非本征 B.本征7、在室温下，非简并Si中电子扩散系数Dｎ与ＮＤ有如下图（C ）所示的最恰当的依赖关系：ＤｎＤｎＤｎＤｎ8、在纯的半导体硅中掺入硼，在一定的温度下，当掺入的浓度增加时，费米能级向（A ）移动；当掺杂浓度一定时，温度从室温逐步增加，费米能级向( C )移动。
大学物理09年A试题及答案
一、填空题（共20分，每小题2分）1 牛顿定律只有在 惯性 参考系中才成立。
2 光速不变原理表明光速与光源和观察者的运动状态 都无关 。
3 相对性原理 否定了 绝对静止参考系的存在。
4 热力学第二定律表明：凡是与 热现象 有关的自然过程都是不可逆的。
5 场 与 实物 是物质存在的两种不同形式。
6 基尔霍夫第一定律与电路中各元件的性质 无关 。
7 静电场是有源场， 感应电场是 无源 场。
8 麦克斯韦方程组表明： 变化的电场可以产生 变化的磁场 。
9 光电效应表明：光除了具有波动性外，还具有 粒子 性。
10 根据能量最小原理：原子核外电子都有占据 最低 能级的趋向。
二、选择题（每小题2分，共30分；每题只选一个最佳答案填入下表中）1 同种液体，温度降低时，表面张力系数A ．增大B ．减小C ．不变D ．变为零2 根据洛仑兹变换把时空坐标联系在一起的常数是A . 普朗克常数 hB . 真空中的介电常数 0μC . 玻尔兹曼常数 kD . 真空中的光速 C3 静止质量为0m 速度为v 的粒子，其动能是A . 20v m 21B . 20c mC . 202220c m c v 1c m --D . 2mc4 同时性的相对性表明当两个事件同时发生在同一地点时，同时性才有A . 相对意义B . 绝对意义C . 一般的意义D . 没有意义5 洛伦兹收缩是A . 实在的收缩。
B . 完全绝对的C . 时空的一种属性D . 没有意义的6 某电场的电力线分布情况如图所示．一负电荷从M 点移到N点．有人根据这个图作出下列几点结论，其中哪点是正确的？ A . 电场力的功 0<A B . 电势N M V V <C . 电势能pN pM E E <D . 电场强度NM E E >7 有一个电量为q 的点电荷处于正立方体的一个顶角上如图所示，则通过面积S 的电通量为A .0εqB .08εqC .016εq D . 024εq8 如图所示，电子以垂直于E 和B 的方向射入电场和磁场共存的区域。
最新半导体物理试卷a答案
一、名词解释（本大题共5题每题4分，共20分）1. 受主能级：通过受主掺杂在半导体的禁带中形成缺陷能级。
正常情况下，此能级为空穴所占据，这个被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级。
2. 直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为直接复合。
3. 空穴：当满带顶附近产生P0个空态时，其余大量电子在外电场作用下所产生的电流，可等效为P0个具有正电荷q和正有效质量m p，速度为v(k)的准经典粒子所产生的电流，这样的准经典粒子称为空穴。
4. 过剩载流子：在光注入、电注入、高能辐射注入等条件下，半导体材料中会产生高于热平衡时浓度的电子和空穴，超过热平衡浓度的电子△n=n-n0和空穴△p=p-p0称为过剩载流子。
5.费米能级、化学势答：费米能级与化学势：费米能级表示等系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统中增加一个电子所引起系统自由能的变化，等于系统的化学势。
处于热平衡的系统有统一的化学势。
这时的化学势等于系统的费米能级。
费米能级和温度、材料的导电类型杂质含量、能级零点选取有关。
费米能级标志了电子填充能级水平。
费米能级位置越高，说明较多的能量较高的量子态上有电子。
随之温度升高，电子占据能量小于费米能级的量子态的几率下降，而电子占据能量大于费米能级的量子态的几率增大。
二、选择题（本大题共5题每题3分，共15分）1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ）A. 平衡载流子浓度成正比B. 非平衡载流子浓度成正比C. 平衡载流子浓度成反比D. 非平衡载流子浓度成反比2．有3个硅样品，其掺杂情况分别是：含铝1×10-15cm-3乙.含硼和磷各1×10-17cm-3丙.含镓1×10-17cm-3室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是（C ）甲乙丙 B. 甲丙乙 C. 乙甲丙 D. 丙甲乙3．有效复合中心的能级必靠近( A )禁带中部 B.导带 C.价带 D.费米能级4．当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时，其小注入下的少子寿命正比于（C ）A.1/n0B.1/△nC.1/p0D.1/△p5．以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是（ D ）A. SiB. GeC. GaAsD. GaN三、填空：（每空2分，共20分）1）半导体的晶格结构式多种多样的，常见的Ge 和Si 材料，其原子均通过共价键四面体相互结合，属于 金刚石 结构；与Ge 和Si 晶格结构类似，两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成 闪锌矿 和 纤锌矿 等两种晶格结构。
半导体物理习题及答案
半导体物理习题及答案半导体物理习题及答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN复习思考题与⾃测题第⼀章1.原⼦中的电⼦和晶体中电⼦受势场作⽤情况以及运动情况有何不同, 原⼦中内层电⼦和外层电⼦参与共有化运动有何不同。
答：原⼦中的电⼦是在原⼦核与电⼦库伦相互作⽤势的束缚作⽤下以电⼦云的形式存在，没有⼀个固定的轨道；⽽晶体中的电⼦是在整个晶体内运动的共有化电⼦，在晶体周期性势场中运动。
当原⼦互相靠近结成固体时，各个原⼦的内层电⼦仍然组成围绕各原⼦核的封闭壳层,和孤⽴原⼦⼀样;然⽽，外层价电⼦则参与原⼦间的相互作⽤，应该把它们看成是属于整个固体的⼀种新的运动状态。
组成晶体原⼦的外层电⼦共有化运动较强，其⾏为与⾃由电⼦相似，称为准⾃由电⼦，⽽内层电⼦共有化运动较弱，其⾏为与孤⽴原⼦的电⼦相似。
2.描述半导体中电⼦运动为什么要引⼊"有效质量"的概念, ⽤电⼦的惯性质量描述能带中电⼦运动有何局限性。
答：引进有效质量的意义在于它概括了半导体内部势场的作⽤，使得在解决半导体中电⼦在外⼒作⽤下的运动规律时，可以不涉及半导体内部势场的作⽤。
惯性质量描述的是真空中的⾃由电⼦质量，⽽不能描述能带中不⾃由电⼦的运动，通常在晶体周期性势场作⽤下的电⼦惯性运动，成为有效质量3.⼀般来说, 对应于⾼能级的能带较宽,⽽禁带较窄,是否如此，为什么？答：不是，能级的宽窄取决于能带的疏密程度，能级越⾼能带越密，也就是越窄；⽽禁带的宽窄取决于掺杂的浓度，掺杂浓度⾼，禁带就会变窄，掺杂浓度低，禁带就⽐较宽。
4.有效质量对能带的宽度有什么影响，有⼈说:"有效质量愈⼤,能量密度也愈⼤,因⽽能带愈窄.是否如此，为什么？答：有效质量与能量函数对于K的⼆次微商成反⽐，对宽窄不同的各个能带，1（k）随k的变化情况不同，能带越窄，⼆次微商越⼩，有效质量越⼤，内层电⼦的能带窄，有效质量⼤；外层电⼦的能带宽，有效质量⼩。
半导体物理学习题答案（有目录）
半导体物理学习题答案（有目录）半导体物理习题解答目录1－1．（P32）设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量E c（k）和价带极大值附近能量E v（k）分别为： (2)1－2．（P33）晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加102V/m，107V/m的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。
(3)3－7．（P81）①在室温下，锗的有效状态密度Nc＝1.05×1019cm－3，Nv＝5.7×1018cm－3，试求锗的载流子有效质量mn*和mp*。
(3)3－8．（P82）利用题7所给的Nc和Nv数值及Eg＝0.67eV，求温度为300k和500k时，含施主浓度ND＝5×1015cm-3，受主浓度NA＝2×109cm-3的锗中电子及空穴浓度为多少？ (4)3－11．（P82）若锗中杂质电离能△ED＝0.01eV，施主杂质浓度分别为ND＝1014cm-3及1017cm-3，计算(1)99%电离，(2)90%电离，(3)50%电离时温度各为多少？ (5)3－14．（P82）计算含有施主杂质浓度ND＝9×1015cm-3及受主杂质浓度为1.1×1016cm-3的硅在300k 时的电子和空穴浓度以及费米能级的位置。
(6)3－18．（P82）掺磷的n型硅，已知磷的电离能为0.04eV，求室温下杂质一般电离时费米能级的位置和磷的浓度。
(7)3－19．（P82）求室温下掺锑的n型硅，使EF＝(EC＋ED)/2时的锑的浓度。
已知锑的电离能为0.039eV。
(7)3－20．（P82）制造晶体管一般是在高杂质浓度的n型衬底上外延一层n型的外延层，再在外延层中扩散硼、磷而成。
①设n型硅单晶衬底是掺锑的，锑的电离能为0.039eV，300k时的EF位于导带底下面0.026eV处，计算锑的浓度和导带中电子浓度。
(8)4－1．（P113）300K时，Ge的本征电阻率为47Ω.cm，如电子和空穴迁移率分别为3900cm2/V.S和1900cm2/V.S，试求本征Ge的载流子浓度。
电子科技大学半导体物理A考试试题与参考答案
12、欧姆接触是指（ D ）的金属－半导体接触。
2
A、Wms=0
B、Wms ＜0
C、W ms ＞0
D、阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性
13、在 MIS 结构的金属栅极和半导体上加一变化的电压，在栅极电压
由负值增加到足够大的正值的的过程中，如半导体为 P 型，则在半导
体的接触面上依次出现的状态为（ B ）。
C、电阻率最高； C、电子密度与本征载流子密度相等。
5、简并半导体是指（ A ）的半导体
A、(EC-EF)或(EF-EV)≤0 B、(EC-EF)或(EF-EV)≥0
C、能使用玻耳兹曼近似计算载流子浓度
D、导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子
1
6、当 Au 掺入 Si 中时，它引入的杂质能级是（ A ）能级，在半
二 0 0 五 至 二 0 0 六学 年 第 一 学期
一、选择填空（含多选题）（18 分）
1、重空穴是指（ C
）
A、质量较大的原子组成的半导体中的空穴
B、价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴
C、价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴
D、自旋－轨道耦合分裂出来的能带上的空穴
2、硅的晶格结构和能带结构分别是（ C ）
E, 产生漂移电流：
j漂 = qµ p p0E
稳定时两者之和为零，即：
−qDp
dp0 dx
+
qµ p
p0 E
= 0
而 E = − dV ，有电场存在时，在各处产生附加势能－qV(x)，使得能带发生倾斜。 dx
在x处的价带顶为：E V(x)=E V-qV(x)，则x处的空穴浓度为：
3
= p0 (x)
NV
exp(−
半导体器件物理A卷答案
3. （ √ ）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。 4. （ √ ）半导体中的电子浓度越大，则空穴浓度越小。 5. （ × ）同一种材料中，电子和空穴的迁移率是相同的。 6. （ × ）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。
7. （ √ ）非平衡载流子的注入方式有电注入和光注入两种，ＰＮ结在外加正向偏压的作用下 发生的非平衡载流子的注入是电注入。
（4 分）
为保证注入到基区的少数载流子尽可能多地扩散到集电结，要求基区宽度远远小于少数载流子
的扩散长度。 （ 1 分）
六、计算题（共 10 分）
1．300K 时， n 型半导体 Ge 的电阻率为 47Ω cm，若电子迁移率为 3900cm2/VS ，试求半导
体 Ge 的载流子浓度？已知
q=1.6
×
10-19
17. （ √ ）金是硅中的深能级杂质，在硅中能形成双重能级（受主和施主能级）
，所以金是有效
的复合中心。
18. （ × ） PN 结势垒区主要向杂质浓度高一侧扩展。
19. （ × ）制造 MOS 器件常常选用 [110] 晶向的硅单晶。 20. （ √ ）金属与半导体接触可形成肖特基接触和欧姆接触。
13. （ √ ）要提高双极晶体管的直流电流放大系数 基区输运系数。
α、 β 值，就必须提高发射结的注入系数和
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）。
半导体器件物理习题解答
(1) 根据 f T 的测量式， f T | | f 150 MHz
fT (2) 当信号频率 f 为 15 MHz 时， | | 10 f fT 当信号频率 f 为 60 MHz 时， | | 2.5 f
已知P沟MOSFET的沟道长度L＝10微米，沟道宽度W＝400
解： 在基极区中
L p DP p 10107 cm 103 cm
ni2 (9.65109 ) 2 3 2 3 pn 0 cm 9 . 13 10 cm NB 1017
在发射极区域中
LE DE E 10 cm
4
n EO
ni2 9.13cm3 NE
因为W/Lp=0.05<<1，各电流成分为
I Ep 1.6 1019 5 104 10 9.31102 0.6 / 0.0259 4 4 e 10 A 1 . 7137 10 A 4 0.5 10
I Cp 1.7137104 A
I En 1.6 1019 5 104 1 9.31 0.6 / 0.0259 8 ( e 1 ) A 8 . 5687 10 A 4 10
9 2
1 16 10
10 1 5 107 5 1016
21 5 107
A / cm2
8.85 1012 A / cm2
由截面积A=2×10-4 cm2得到： I s A J s 2 104 8.851012 A 1.721015 A
I Ep
（b）基区输运系数 为
0
I Cp I Ep
2.99 0.9967 3
（c）共基电流增益为 0＝ 0 0 0.9967 0.9967 0.9934
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案
成电半导体物理期末考试试卷A及参考答案1、在硅和锗的能带结构中，在布⾥渊中⼼存在两个极⼤值重合的价带，外⾯的能带（B ，对应的有效质量（ C ），称该能带中的空⽳为( E )。
A. 曲率⼤；B. 曲率⼩；C. ⼤；D. ⼩；E. 重空⽳；F. 轻空⽳ 2、如果杂质既有施主的作⽤⼜有受主的作⽤，则这种杂质称为（ F ）。
A. 施主 B. 受主 C.复合中⼼ D.陷阱 F. 两性杂质 3、在通常情况下，GaN 呈（A ）型结构，具有（C ），它是（F ）半导体材料。
A. 纤锌矿型；B. 闪锌矿型；C. 六⽅对称性；D. ⽴⽅对称性；E.间接带隙；F. 直接带隙。
4、同⼀种施主杂质掺⼊甲、⼄两种半导体，如果甲的相对介电常数εr 是⼄的3/4， m n */m 0值是⼄的2倍，那么⽤类氢模型计算结果是（ D ）。
A.甲的施主杂质电离能是⼄的8/3，弱束缚电⼦基态轨道半径为⼄的3/4B.甲的施主杂质电离能是⼄的3/2，弱束缚电⼦基态轨道半径为⼄的32/9C.甲的施主杂质电离能是⼄的16/3，弱束缚电⼦基态轨道半径为⼄的8/3D.甲的施主杂质电离能是⼄的32/9，弱束缚电⼦基态轨道半径为⼄的3/85、.⼀块半导体寿命τ=15µs ，光照在材料中会产⽣⾮平衡载流⼦，光照突然停⽌30µs 后，其中⾮平衡载流⼦将衰减到原来的（ C ）。
A.1/4 ； B.1/e ； C.1/e 2； D.1/26、对于同时存在⼀种施主杂质和⼀种受主杂质的均匀掺杂的⾮简并半导体，在温度⾜够⾼、n i >> /N D -N A / 时，半导体具有（ B ）半导体的导电特性。
A. ⾮本征 B.本征8、在纯的半导体硅中掺⼊硼，在⼀定的温度下，当掺⼊的浓度增加时，费⽶能级向（ A ）移动；当掺杂浓度⼀定时，温度从室温逐步增加，费⽶能级向( C )移动。
A.Ev ； B.Ec ； C.Ei ； D. E F 9、把磷化镓在氮⽓氛中退⽕，会有氮取代部分的磷，这会在磷化镓中出现（ D ）。
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。
半导体物理试卷及答案
《 半导体物理 》课程考试试卷（ A ）开课二级学院：，考试时间： 年____月____日 时考试形式：闭卷√、开卷□，允许带 计算器 入场考生姓名： 学号： 专业： 班级：一、选择题（每小题2分，共10分） 1、室温下一硫化镉样品的可动载流子密度为16310cm -，迁移率为2100/cm Vs ，则此样品的电导率是 1()cm -Ω。
A ．16 B ．17 C ．18 D ．192、一块2cm 长的硅片，横截面是20.1cm ，用于测量电子迁移率。
已知掺杂浓度为15310D N cm -=，测得电阻值为90Ω，则其电子迁移率为 2/cm Vs 。
A ．1450 B ．550 C ．780 D ．1390 3、室温下，费米分布函数在F E 处的值为 A ．0 B ．0.5 C ．0.56 D ．1 4、对某块掺杂硅材料在整个温度范围内测量霍尔系数，结果均为0H R <，则该材料的导电类型为 A ．N 型 B ．P 型 C ．本征 D ．不确定 5、一个零偏压下的PN 结电容，每单位面积的耗尽层电容20.772/d C mF m =，硅的介电常数s ε为1211.88.8510/F m -⨯⨯，则耗尽层宽度是A ．135m μB ．125m μC ．135nmD ．125nm 二、判断题（每小题2分，共10分） 1、载流子的扩散运动产生漂移电流。
（ ） 2、简并化半导体的主要特点是掺杂浓度很低。
（ ） 3、SiC 是宽带隙的半导体材料。
（ ） 4、弗仑克尔缺陷是指空位和间隙原子成对出现的缺陷。
（ ） 5、对于窄禁带半导体材料，热电击穿是重要的击穿机制。
（）三、填空题（每空2分，共10分）1、有效的陷阱中心能级在附近。
n p= 。
2、一定温度下，非简并半导体的热平衡载流子浓度的乘积003、最初测出载流子有效质量的实验名称是。
4、金属半导体接触可分为两类，分别是和欧姆接触。
5、不含任何杂质和缺陷的理想半导体称为半导体。
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更多精品文档一、 选择题：（含多项选择， 共30分，每空1分，错选、漏选、多选均不得分）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 －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（ BD ）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n 0p 0=n i 2，载流子的产生率等于复合率，而当np<n i 2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 BV CEOB BV CBOC BV EBO 14．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；qV B =E i -E F ）常州信息职业技术学院 2010 －2011 学年第 一 学期 半导体器件物理 课程期末试卷班级 姓名 学号 成绩装 订 线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=n i2。
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１６．１７．（×）pn结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。
１８．（√）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。
１９．（√）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。
２０．２１．（×）制造MOS器件常常选用[111]晶向的硅单晶。
２２．（√）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、五、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，表面层内就更多精品文档更多精品文档会出现空穴的堆积。
（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。
（10分，回答4分，其中每一点各2分；图6分，其中无偏压能带2分，加偏压能带2分，标注势垒高度2分） 答：要使NPN 晶体管起放大作用，发射结要加正向偏压（2分），集电结反向偏压。
（2分） 放大工作时的能带图如下：六、 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N D 为1×1015个/cm 3的施主硅，在室温（300K ）时的电子n 0和空穴浓度p 0，其中本征载流子浓度n i =2×1010个/cm 3。
（2）如果在（1）中掺入N A =5×1014个/cm 3的受主，那么电子n 0和空穴浓度p 0分别为多少？（3）若在（1）中掺入N A =1×1015个/cm 3的受主，那么电子n 0和空穴浓度p 0又为多少？ 解：（1） 300K 时可认为施主杂质全部电离。
（1分）则 （2分） （2分）（2）掺入了NA=5×1014个/cm3的受主，那么同等数量的施主得到了补偿。
（1分）则 （2分） （2分）（3）因为施主和受主相互完全补偿，杂质的掺杂不起作用。
因此该半导体可看作是本征半导体（实际上不是）。
（1分）则 （2分） ()35152102315/104101102/101cm n n P cm N n oi O D o 个⨯=⨯⨯==⨯==个()351421023141415/cm 108105102/cm105105101个⨯=⨯⨯==⨯=⨯-⨯=-=oiO A D o n n P N N n 个310cm102个/⨯===i O o n p n。