半导体器件物理复习计算题

半导体器件物理习题

习题一：
1. 给出部分补偿p型半导体在饱和区热平衡情况下的空穴浓度 Pp0 。 2. 绘出并简述n型半导体n-T关系的基本特征，并试求出部分电离区的EF和n的表达式。 3. 给出用本征载流子浓度ni及本征费米能量Ei表示的n型和p型非本征半导体中的EF表达式. 4. 一个有杂质补偿的硅材料，已知掺入受主密度 NA=11015/cm3，室温下EF恰好与施主能级重合，并知平衡电子密度为n0=5 1015/cm3 。已知室温下硅的本征载流子密度ni=1.5 1010/cm3，试求： 1）平衡少子密度？ 2）掺入材料中的施主杂质密度？ 3）电离杂质密度和中性杂质密度？
4.推导理想情况，稳态小注入条件下， pn结n型区少子连续性方程： 2
p n p n p no 0 2 x Dp p
习二：
1. 推导给出热平衡情况下，突变pn结两侧空穴浓度之间及电子浓度之间的关系。 2. 推导给出热平衡情况下，突变pn结耗尽层宽度W表达式，并据此给出单边突变结W的表达式。
3. 计算p-n结二极管的理想反向饱和电流，其截面积为 210-4cm2，二极管的参数是NA=5 1016cm-3， ND=1016cm-3, ni=9.65 109cm-3, Dn=21cm2/s， Dp=10cm2/s，p0=n0=5 10-7s .

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。

半导体器件物理与工艺期末考试题

半导体器件物理与工艺期末考试题一、简答题1.什么是半导体器件？半导体器件是利用半导体材料的电子特性来实现电流的控制与放大的电子元件。

常见的半导体器件包括二极管、晶体管、场效应管等。

2.请简述PN结的工作原理。

PN结是由P型半导体和N型半导体连接而成的结构。

当外加正向偏置时，P端为正极，N端为负极，电子从N端向P端扩散，空穴从P 端向N端扩散，形成扩散电流；当外加反向偏置时，P端为负极，N端为正极，由于能带反向弯曲，形成电势垒，电子与空穴受到电势垒的阻拦，电流几乎为零。

3.简述晶体管的工作原理。

晶体管是一种三极管，由一块绝缘体将N型和P型半导体连接而成。

晶体管分为三个区域：基区、发射区和集电区。

在正常工作状态下，当基极与发射极之间施加一定电压时，发射极注入的电子会受到基区电流的控制，通过基区电流的调节，可以控制从集电区流出的电流，实现电流的放大作用。

4.请简述场效应管的工作原理。

场效应管是利用电场的作用来控制电流的一种半导体器件。

根据电场的不同作用方式，场效应管分为增强型和耗尽型两种。

在增强型场效应管中，通过控制栅极电压，可以调节漏极与源极之间的通导能力，实现电流的控制与放大。

5.简述MOSFET的结构和工作原理。

MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应管）是一种常用的场效应管。

它由金属栅极、氧化物层和P型或N型半导体构成。

MOSFET的工作原理是通过改变栅极电势来控制氧化物层下方的沟道区域的电阻，从而控制漏极与源极之间的电流。

6.什么是集电极电流放大系数？集电极电流放大系数（β）是指集电区电流（Ic）与发射区电流（Ie）之间的比值。

在晶体管中，β值越大，表示电流放大效果越好。

7.简述三极管的放大作用。

三极管作为一种电子元件，具有电流放大的功能。

通过控制基区电流，可以影响发射极与集电极之间的电流，从而实现电流的放大作用。

二、计算题1.已知一个PN结的硅材料的势垒高度为0.7V，求该PN结的电势垒宽度。

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、引言半导体物理是现代电子学中至关重要的一门学科，其涉及电子行为、半导体器件工作原理等内容。

为了帮助大家更好地复习半导体物理，本文整理了一些常见的复习试题及答案，以供大家参考和学习。

二、基础知识题1. 请简述半导体材料相对于导体和绝缘体的特点。

答案：半导体材料具有介于导体和绝缘体之间的导电特性。

与导体相比，半导体的电导率较低，并且在无外界作用下几乎不带电荷。

与绝缘体相比，半导体的电导率较高，但不会随温度显著增加。

2. 什么是本征半导体？请举例说明。

答案：本征半导体是指不掺杂任何杂质的半导体材料。

例如，纯净的硅（Si）和锗（Ge）就是本征半导体。

3. 简述P型半导体和N型半导体的形成原理。

答案：P型半导体形成的原理是在纯净的半导体材料中掺入少量三价元素，如硼（B），使其成为施主原子。

施主原子进入晶格后，会失去一个电子，并在晶格中留下一个空位。

这样就使得电子在晶格中存在的空位，形成了称为“空穴”的正电荷载流子，因此形成了P型半导体。

N型半导体形成的原理是在纯净的半导体材料中掺入少量五价元素，如磷（P）或砷（As），使其成为受主原子。

受主原子进入晶格后，会多出一个电子，并在晶格中留下一个可移动的带负电荷的离子。

这样就使得半导体中存在了大量的自由电子，形成了N型半导体。

4. 简述PN结的形成原理及特性。

答案：PN结是由P型半导体和N型半导体的结合所形成。

P型半导体和N型半导体在接触处发生扩散，形成电子从N区流向P区的过程。

PN结具有单向导电性，即在正向偏置时，电流可以顺利通过；而在反向偏置时，电流几乎无法通过。

三、摩尔斯电子学题1. 使用摩尔斯电子学符号，画出“半导体”的符号。

答案：半导体的摩尔斯电子学符号为“--..-.-.-...-.”2. 根据摩尔斯电子学符号“--.-.--.-.-.-.--.--”，翻译为英文是什么？答案：根据翻译表，该符号翻译为“TRANSISTOR”。

半导体物理学题库

半导体物理学题库半导体物理学是研究半导体材料物理性质和内部微观过程的学科，它对于现代电子技术的发展起着至关重要的作用。

为了帮助大家更好地学习和掌握这门学科，我们精心整理了一份半导体物理学题库。

一、选择题1、以下哪种材料不是常见的半导体？（）A 硅B 锗C 铜D 砷化镓答案：C解析：铜是导体，不是半导体。

硅、锗和砷化镓都是常见的半导体材料。

2、半导体中载流子的主要类型有（）A 电子和空穴B 正离子和负离子C 质子和中子D 原子和分子答案：A解析：在半导体中，参与导电的载流子主要是电子和空穴。

3、本征半导体的电导率主要取决于（）A 温度B 杂质浓度C 晶体结构D 外加电场答案：A解析：本征半导体的电导率主要由温度决定，温度升高，本征激发增强，载流子浓度增加，电导率增大。

4、施主杂质在半导体中提供（）A 电子B 空穴C 电子和空穴D 既不提供电子也不提供空穴答案：A解析：施主杂质能够释放电子，从而增加半导体中的电子浓度。

5、受主杂质在半导体中提供（）A 电子B 空穴C 电子和空穴D 既不提供电子也不提供空穴答案：B解析：受主杂质能够接受电子，从而增加半导体中的空穴浓度。

二、填空题1、半导体的能带结构中，导带和价带之间的能量间隔称为________。

答案：禁带宽度2、常见的半导体晶体结构有________、＿_______和________。

答案：金刚石结构、闪锌矿结构、纤锌矿结构3、本征半导体中，电子浓度和空穴浓度的乘积是一个________。

答案：常数4、半导体中的扩散电流是由________引起的。

答案：载流子浓度梯度5、当半导体处于热平衡状态时，费米能级的位置在________。

答案：禁带中央附近三、简答题1、简述半导体的导电机制。

答：半导体的导电机制主要依靠电子和空穴两种载流子。

在本征半导体中，温度升高时，价带中的电子获得能量跃迁到导带，形成电子空穴对，从而产生导电能力。

在外加电场作用下，电子和空穴分别向相反的方向移动，形成电流。

半导体器件物理复习题答案

半导体器件物理复习题答案一、选择题1. 半导体材料中，导电性介于导体和绝缘体之间的是：A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体答案：C2. PN结形成后，其空间电荷区的电场方向是：A. 由N区指向P区B. 由P区指向N区C. 垂直于PN结界面D. 与PN结界面平行答案：B3. 在室温下，硅的本征载流子浓度大约是：A. \(10^{10}\) cm\(^{-3}\)B. \(10^{12}\) cm\(^{-3}\)C. \(10^{14}\) cm\(^{-3}\)D. \(10^{16}\) cm\(^{-3}\)答案：D二、简答题1. 解释什么是PN结，并简述其工作原理。

答案：PN结是由P型半导体和N型半导体接触形成的结构。

P型半导体中空穴是多数载流子，N型半导体中电子是多数载流子。

当P型和N型半导体接触时，由于扩散作用，空穴和电子会向对方区域扩散，形成空间电荷区。

在空间电荷区，由于电荷的分离，产生一个内建电场，这个电场的方向是从N区指向P区。

这个内建电场会阻止进一步的扩散，最终达到动态平衡，形成PN结。

2. 描述半导体中的扩散和漂移两种载流子运动方式。

答案：扩散是指由于浓度梯度引起的载流子从高浓度区域向低浓度区域的运动。

漂移则是指在外加电场作用下，载流子受到电场力的作用而产生的定向运动。

扩散和漂移共同决定了半导体中的电流流动。

三、计算题1. 假设一个PN结的内建电势差为0.7V，求其空间电荷区的宽度。

答案：设PN结的空间电荷区宽度为W，内建电势差为Vbi，则有：\[ V_{bi} = \frac{qN_{A}N_{D}}{2\varepsilon}W \] 其中，q是电子电荷量，\( N_{A} \)和\( N_{D} \)分别是P型和N型半导体中的掺杂浓度，\( \varepsilon \)是半导体的介电常数。

通过这个公式可以计算出空间电荷区的宽度W。

四、论述题1. 论述半导体器件中的载流子注入效应及其对器件性能的影响。

半导体器件物理复习题完整版.doc

半导体器件物理复习题一．平衡半导体：概念题：1. 平衡半导体的特征（或称谓平衡半导体的定义）所谓平衡半导体或处于热平衡状态的半导体，是指无外界（如电压、电场、磁场或温度梯度等）作用影响的半导体。

在这种情况下，材料的所有特性均与时间和温度无关。

2. 本征半导体：本征半导体是不含杂质和无晶格缺陷的纯净半导体。

3. 受主（杂质）原子：形成 P 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅲ族元素）。

4. 施主（杂质）原子：形成 N 型半导体材料而掺入本征半导体中的杂质原子（一般为元素周期表中的Ⅴ族元素）。

5. 杂质补偿半导体：半导体中同一区域既含受主杂质又含施主杂质的半导体。

6. 兼并半导体：对 N 型掺杂的半导体而言，电子浓度大于导带的有效状态密度，费米能级高于导带底（ E FE c 0）；对 P 型掺杂的半导体而言，空穴浓度大于价带的有效状态密度。

费米能级低于价带顶（ E F E v 0 ）。

7.有效状态密度：4 2m n*3/2在导带能量范围（ E c ~）内，对导带量子态密度函数g c EEE c 与h 3电子玻尔兹曼分布函数f F EexpE EF 的乘积进行积分（即kT4 2m n*3/23nE E expE EF dE ）得到的 Nc 22m n * kT 2 称谓导带中h 3ckTh 2E c电子的有效状态密度。

4 2m *p 3/2在价带能量范围（~E v ）内，对价带量子态密度函数 g v EE vE 与h 3空穴玻尔兹曼函数 f F Eexp E F E 的乘积进行积分（即kTEv42m *p3/23E F E2 m * kT2p 0E v E expdE ）得到的 N v 2p称谓价带空h3kTh 2穴的有效状态密度。

8. 以导带底能量 E c 为参考，导带中的平衡电子浓度：E c E F其含义是：导带中的平衡电子浓度等于导带中的有效状态密度乘n 0 N c expkT以能量为导带低能量时的玻尔兹曼分布函数。

半导体物理学期末复习试题及答案一(word文档良心出品)

一、选择题1.与绝缘体相比，半导体的价带电子激发到导带所需要的能量（ B ）。

A. 比绝缘体的大B.比绝缘体的小C. 和绝缘体的相同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.对于一定的N型半导体材料，在温度一定时，减小掺杂浓度，费米能级会（ B ）。

A.上移B.下移C.不变4.在热平衡状态时，P型半导体中的电子浓度和空穴浓度的乘积为常数，它和（ B ）有关A.杂质浓度和温度B.温度和禁带宽度C.杂质浓度和禁带宽度D.杂质类型和温度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（ B ）。

A.相同B.不同C.无关6.空穴是( B )。

A.带正电的质量为正的粒子B.带正电的质量为正的准粒子C.带正电的质量为负的准粒子D.带负电的质量为负的准粒子7.砷化稼的能带结构是（ A ）能隙结构。

A. 直接B.间接8. 将Si 掺杂入GaAs 中，若Si 取代Ga 则起（ A ）杂质作用，若Si 取代As 则起（ B ）杂质作用。

A. 施主B. 受主C. 陷阱D. 复合中心9. 在热力学温度零度时，能量比F E 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F E 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010. 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11. P 型半导体发生强反型的条件（ B ）。

A. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i A S n N q T k V ln 0B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i A S n N q T k V ln 20 C. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=i D S n N q T k V ln 0 D. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥i D S n N q T k V ln 2012. 金属和半导体接触分为：（ B ）。

半导体器件物理II-试卷以及答案

西安电子科技大学考试时间120 分钟《半导体物理2》试题考试形式：闭卷；考试日期：年月日本试卷共二大题，满分100分。

班级学号姓名任课教师一、问答题（80分）1.什么是N型半导体？什么是P型半导体？如何获得？答：①依靠导带电子导电的半导体叫N型半导体，主要通过掺诸如P、Sb等施主杂质获得；②依靠价带空穴导电的半导体叫P型半导体，主要通过掺诸如B、In等受主杂质获得；③掺杂方式主要有扩散和离子注入两种；经杂质补偿半导体的导电类型取决于其掺杂浓度高者。

2.简述晶体管的直流工作原理（以NPN晶体管为例）答：根据晶体管的两个PN结的偏置情况晶体管可工作在正向放大、饱和、截止和反向放大模式。

实际运用中主要是正向放大模式，此时发射结正偏，集电结反偏，以NPN晶体管为例说明载流子运动过程；①射区向基区注入电子；正偏的发射结上以多子扩散为主，发射区向基区注入电子，基区向发射区注入空穴，电子流远大于空穴流；②基区中自由电子边扩散边复合。

电子注入基区后成为非平衡少子，故存在载流子复合，但因基区很薄且不是重掺杂，所以大部分电子能到达集电结边缘；③集电区收集自由电子：由于集电结反偏，从而将基区扩散来的电子扫入集电区形成电子电流，另外还存在反向饱和电流，主要由集电区空穴组成，但很小，可以忽略。

第1页共6页3.简述MOS场效应管的工作特性（以N沟增强型MOS为例）答：把MOS管的源漏和衬底接地，在栅极上加一足够高的正电压，从静电学的观点来看，这一正的栅极电压将要排斥栅下的P 型衬底中的可动的空穴电荷而吸引电子。

电子在表面聚集到一定浓度时，栅下的P 型层将变成N 型层，即呈现反型。

N 反型层与源漏两端的N 型扩散层连通，就形成以电子为载流子的导电沟道。

如果漏源之间有电位差，将有电流流过。

而且外加在栅极上的正电压越高，沟道区的电子浓度也越高，导电情况也越好。

如果加在栅极上的正电压比较小，不足以引起沟道区反型，则器件仍处在不导通状态。

半导体物理考试复习题

半导体物理考试复习题第一章半导体的电子状态1．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 =0220122021202236)(,)(3m k h m k h k E m k k h m k h V -=-+ 0m 。

试求：314.0,为电子惯性质量，1nm a ak ==π（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）eVm k E k E E E k m dk E d k m kdk dE Ec k k m m m dkE d k k m k k m kV C gV V V c 64.012)0()43(因此：取极大值处，0所以,06又因为0得06价带：取极小值处，43所以：在038232又因为：43得：0)(232由导带：212102220202020*********==-==<-===-==>=+===-+043222*83)2(1m dk E d m k k CnC === sN k k k p k p m dk E d mk k k k V nV/1095.7043)()()4(6)3(25104300222*11-===⨯=-=-=∆=-== 所以：准动量的定义：2. 晶格常数为0.25nm 的一维晶格，当外加102V/m ，107 V/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。

解：根据：tkhqE f ∆∆== 得qE k t -∆=∆sat sat 137192821911027.810106.1)0(1027.810106.1)0(----⨯=⨯⨯--=∆⨯=⨯⨯--=∆ππ第二章半导体中的杂质和缺陷能级7. 锑化铟的禁带宽度Eg=0.18eV ，相对介电常数εr =17，电子的有效质量*n m =0.015m 0, m 0为电子的惯性质量，求①施主杂质的电离能，②施主的弱束缚电子基态轨道半径。

半导体物理总复习例题

精品课件
② 正偏时 Schottky 结的能带如下图
nb= m
qU = (m- s ) - qUF
EC
EF
+qUF
金属
EV N 型半导体
精品课件
外加正向电压 UF 后， Schottky 结上电压由零偏时的的 UJ0 下降为
（ UJ – UF ）
金属侧的势垒高度仍为 nb 不变。
精品课件
但半导体侧的势垒高度由 qUJ 降为 q（UJ – UF ）从而使从半导体向金属注入的电子电流大于金属向半导体发射的电子电流，Schottky 结有净电流流过。
精品课件
（2）式代入（1）式得
d dfU T If 常＝数 U T f 3 q kq E g TU f3 k T qT E q gU f T E gq
此即 PN 结正向电压 Uf 的温度系数表式。
精品课件
室温（T = 300°K）时 Uf 为 0.6V。硅的能隙 Eg 取 1.2eV 条件下，可得硅 PN 结正向电压的温度系数为
精品课件
③ 反偏时 Schottky 结的能带如下图
nb= m
EF 金属
qU = (m - s )+ qUR
EC EF qUR
N 型半导体EV
精品课件
Schottky 结外加反向电压 UR 时，结上电压由零偏时的 UJ0 增大为
（ UJ + UR ）
金属侧的势垒高度还是 nb 不变。
精品课件
精品课件
试计算当外电路开路时，硅片正、背面之间产生的光扩散电势差。
精品课件
解：若光照恒定，体内载流子分布达到稳定状态后电子、空穴的电流密度分别为

现代半导体器件物理复习题

半导体器件物理复习题1．简述Schrodinger波动方程的物理意义及求解边界条件。

2．简述隧道效应的基本原理。

3．什么是半导体的直接带隙和间接带隙。

4．什么是Fermi-Dirac 概率函数和Fermi 能级，写出n(E)、p(E)与态密度和Fermi 概率函数的关系。

5．什么是本征Ferm能级？在什么条件下，本征Ferm能级处于中间能带上。

6．简述硅半导体中电子漂移速度与外加电场的关系。

7．简述Hall效应基本原理。

解释为什么Hall电压极性跟半导体类型（N型或P型）有关。

8．定性解释低注入下的剩余载流子寿命。

9．一个剩余电子和空穴脉冲在外加电场下会如何运动，为什么？10．当半导体中一种类型的剩余载流子浓度突然产生时，半导体内的净电荷密度如何变化？为什么？11．什么是内建电势？它是如何保持热平衡的？12．解释p-n结内空间电荷区的形成机理及空间电荷区宽度与外施电压的关系。

13．什么是突变结和线性剃度结。

14．分别写出p-n结内剩余少子在正偏和反偏下的边界条件。

15．简述扩散电容的物理机理。

16．叙述产生电流和复合电流产生的物理机制。

17．什么理想肖特基势垒？用能带图说明肖特基势垒降低效应。

18．画出隧道结的能带图。

说明为什么是欧姆接触。

19．描述npn三极管在前向有源模式偏置下的载流子输运过程。

20．描述双极晶体管在饱和与截止之间开关时的响应情况。

21．画出一个n-型衬底的MOS电容在积聚、耗尽和反型模式下的能带图。

22．什么是平带电压和阈值电压23．简要说明p-沟道器件的增强和耗尽型模式。

24．概述MESFET的工作原理。

25．结合隧道二极管的I-V特性，简述其负微分电阻区的产生机理。

26．什么是短沟道效应？阐述短沟道效应产生的原因及减少短沟道效应的方法。

短沟道效应（shortchanneleffect）：当金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）的沟道长度L缩短到可与源和漏耗尽层宽度之和(WS WD)相比拟时，器件将发生偏离长沟道（也即L远大于WS WD）的行为，这种因沟道长度缩短而发生的对器件特性的影响，通常称为短沟道效应。

半导体器件物理习题解答

1.6 10 19 5 10 4 1 9.31 0.6 / 0.0259 (e 1) A 8.5687 10 8 A 10 4
共基电流增益0为
0
I Cp I Ep I En
1.7137 10 4 0.995 4 8 1.7137 10 8.5687 10
得到
1018 1015 图3.6 硅和砷化镓的p端和n端突变结的内建电势和杂质浓度的 Vbi (0.0259 ) ln V 0.774V 9 2 (9.65 10 )
或由右图得到
Vbi n p 0.30V 0.47V 0.77V
Байду номын сангаас
一硅单边突变结，其NA ＝1019cm-3 ，ND=1016cm-3 ，计算在零偏压时的耗尽区宽度和最大电场(T＝300K)．解：由
因为W/Lp=0.05<<1，各电流成分为
I Ep 1.6 10 19 5 10 4 10 9.31 10 2 e 0.6 / 0.0259 10 4 A 1.7137 10 4 A 0.5 10 4
I Cp 1.7137 10 4 A
I En
0＝ T 0.9967 0.9967 0.9934
0＝
I CEO
0.9934 ＝ .5 150 1－0.9934
0 ( 1) I CBO ( 0 1) I CBO 10
所以
I CEO (150 .5 1) 0.87 10 6 A 1.32 10 4 A
kT N AND Vbi n p ln( 2 ) q ni
W xn 2 sVbi qN D
Em

（完整版）半导体器件物理试题库

（完整版）半导体器件物理试题库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 = 1.5×1010/cm 3电荷的电量q= 1.6×10-19C µn =1350 2cm /V s ? µp =500 2cm /V s ?ε0=8.854×10-12 F/m 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。

半导体器件物理复习计算题

11. 在T = 300 K，计算理想p-n 结二极管在反向电流达到95 个百分比的反向饱和电流值时，需要外加的反向电压。

分析：
利用
注意Exp(qV/kT) - 1= 0.95 错误！
应为Exp(qV/kT) - 1= - 0.95 反向电流
1. 一扩散的pn硅结在p-为线性缓变结，其a = 1019 cm-4，而n侧为均匀掺杂，浓度为3×1014 cm-3 。

如果在零偏压时，p侧耗尽层宽度为0.8μm ，找出在零偏压时的总耗尽层宽度，内建电势和最大电场
总耗尽区宽度：
利用耗尽区总电荷电中性条件，求得Xp与Xn
则W = Xp + Xn
求Vbi 与Emax，一般采用泊松方程求解电场和电势差
或者特别的,求Vbi时，
Vbi=Vn-Vp=(kT/q)ln(ND/ni)+(kT/q)ln(aw/ni)
即利用热平衡时，费米能级统一和
但在缓变结的中性区掺杂浓度并非恒量，结果稍有近似.
1.一n-p-n晶体管其基区输运效率为0.998，发射效率为0.997，为10 nA。

（a）算出晶体管的和，（b）若，发射极电流为多少？
理想晶体管αo=γαT≈γ=0.999
βo= αo/(1-αo）=999
Ib=0,则
ICBO=10×10-6A
ICEO=(1+ βo) ICBO=10mA
第10解释偏压情况下金属与P型，N型半导体接触的能带图在书本105. 12题计算题。

若一亚微米。

题目在书本282第3题
第8题在书本223第1题。

第4题，5题6题没有找到；。