南邮半导体物理期末复习
《半导体物理》期末复习题目
《半导体物体复习资料》1、本征半导体是指（A ）的半导体。
A. 不含杂质和晶格缺陷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、公式中的是半导体载流子的（ 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 ）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 ）。
（已知：室温下，n i≈1.5×1010cm-3；570K时，n i≈2×1017cm-3）A、1×1014cm-3B、1×1015cm-3C、1.1×1015cm-3D、2.25×105cm-3E、1.2×1015cm-3F、2×1017cm-3G、高于Ei H、低于Ei I、等于Ei8、最有效的复合中心能级位置在（ D ）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（ C ）附近，常见的是（ E ）陷阱。
半导体物理复习梳理
第一章填空题：1、 写出三种立方单胞的名称：简立方，体心立方，面心立方；这三种单胞中所含的原子数分别是1，2，42、 在四面体结构的共价晶体中，四个共价键是以s 态和p 态波函数的线性组合为基础，构成了所谓的“杂化轨道”。
3、 金刚石型结构的结晶学原胞是立方对称的晶胞。
4、 闪锌矿结构的Ⅲ-Ⅴ族化合物和金刚石型结构一样，都是由两个面心立方晶格套构而成的，称这种晶格为双原子复式格子。
5、 纤锌矿型结构和闪锌型结构相接近，它也是以正四面体结构为基础构成的，但是它具有六方对称性。
6、 内壳层的电子，轨道交叠少，共有化运动弱，可忽略。
外层的价电子，轨道交叠多，共有化运动强，能级分裂大，被视为“准自由电子”。
7、 原来简并的N 个原子的s 能级，结合成晶体后分裂为N 个十分靠近的能级，形成能带(允带)，因N 值极大，能带被视为“准连续的”。
8、 Si 、Ge 具有一般晶体的共性，又有其特殊性：其能级分裂成能带时，存在轨道杂化。
9、 如图，当 时，形成稳定晶体，上下两带的状态数（各4N 个）不变,根据能量最小原理，低温下，下带填4N 个价电子是满的，称为满带或价带；而上带4N 个状态无电子是空的，称为导带；中间隔以禁带。
10、 在周期性势场内，电子的平均速度v 可表示为波包的群速度。
在能带极值附近的电子速度为：11、 半导体中电子在外加电场作用下，电子的加速度为：12、 半导体中除了导带上电子导电作用外，价带中还有空穴的导电作用。
对本征半导体，导带中出现多少电子，价带中相应地就出现多少空穴，导带上电子参与导电，价带上空穴也参与导电，这就是本征半导体的导电机构。
13、当磁场不变时，加高频电场Cw 垂直磁场，当电场频率B w =Cw 时，可观察到吸收峰，吸收峰的个数等于有效质量的个数。
14、 为了观察到明显的共振吸收峰, 要求半导体样品比较纯净, 而且一般是在低温下进行。
15、 右图为GaAs 的能带结构。
南邮模电c期末复习第二章
IGFET分类： (1)根据沟道的导电类型，分为N沟道和P沟道两类。
(2)根据uGS=0时，漏源之间是否有导电沟道又可 分为增强型(无ID)和耗尽型(有ID) 两种。
增强型 N-EMOSFET
N沟道 MOSFET 耗尽型 N-DMOSFET
增强型 P-EMOSFET P沟道 耗尽型 P-DMOSFET
第二章 场效应晶体管及其放大电路
§2.1 场效应晶体管
晶体三极管是多子和少子均参与导电的双极型晶体管。 场效应管 (Field Effect Transistor 简称FET) 与双极性晶体管 不同，它是多子导电(在电场下的漂移运动) ，故又称为单极 型晶体管。 场效应管是利用电场/电压来控制半导体中电流的一种半导体 器件，故因此而得名。
符号规定
UBE: 大写字母、大写下标，表示直流分量。
ube: 小写字母、小写下标，表示交流分量。
Ube: 大写字母、小写下标，表示交流分量的有效值。 uBE: 小写字母、大写下标，表示叠加量或瞬时量。
画直流通路的原则：
① 视电容C开路，电感L短路， ② 交流输入信号源视为短路，但保留其内阻
画交流通路的原则：
项交流指标
2.5 场效应管放大电路
场效应管放大电路有共源、共漏、共栅等三种 基本组态电路。
三种组态放大电路的3个交流指标的比较 1. 电压放大倍数 2. 输入电阻（从信号源获得信号的能力） 3. 输出电阻（带负载能力）
•在共源极场效应管放大电路中，输入电压信号与输
出电压信号的相位是相反的。
无计算题
① 视电容C短路，电感L开路，
② 无内阻的循“先静态，后动态” 的原则，求解静态工作点时应利用直流通路，求解动态 参数时应利用交流通路，两种通路切不可混淆。
半导体物理复习归纳
半导体物理复习归纳————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:一、半导体的电子状态1、金刚石结构（Ｓi、Ge）Si、Ge原子组成，正四面体结构，由两个面心立方沿空间对角线互相平移１/４个空间对角线长度套构而成。
由相同原子构成的复式格子。
2、闪锌矿结构（GaAｓ)３-5族化合物分子构成，与金刚石结构类似,由两类原子各自形成的面心立方沿空间对角线相互平移1/４个空间对角线长度套构而成。
由共价键结合,有一定离子键。
由不同原子构成的复式格子。
3、纤锌矿结构（ＺnＳ)与闪锌矿结构类似，以正四面体结构为基础,具有六方对称性,由两类原子各自组成的六方排列的双原子层堆积而成。
是共价化合物，但具有离子性，且离子性占优。
4、氯化钠结构（NaＣl)沿棱方向平移1／2,形成的复式格子。
5、原子能级与晶体能带原子组成晶体时,由于原子间距非常小,于是电子可以在整个晶体中做共有化运动，导致能级劈裂形成能带。
6、脱离共价键所需的最低能量就是禁带宽度。
价带上的电子激发为准自由电子，即价带电子激发为导带电子的过程,称为本征激发。
7、有效质量的意义a.有效质量概括了半导体内部势场的作用（有效质量为负说明晶格对粒子做负功)b.有效质量可以直接由实验测定c.有效质量与能量函数对于k的二次微商成反比。
能带越窄,二次微商越小，有效质量越大。
8、测量有效质量的方法回旋共振。
当交变电磁场角频率等于回旋频率时,就可以发生共振吸收。
测出共振吸收时电磁波的角频率和磁感应强度,就可以算出有效质量。
为能观测出明显的共振吸收峰，要求样品纯度较高,且实验要在低温下进行。
9、空穴价带中空着的状态被看成带正电的粒子，称为空穴。
这是一种假想的粒子，其带正电荷+q，而且具有正的有效质量m p＊。
10、轻／重空穴重空穴:有效质量较大的空穴轻空穴：有效质量较小的空穴11、间接带隙半导体导带底和价带顶处于不同k值的半导体。
半导体物理学期末复习试题和答案三
一、选择题。
1. 电离后向半导体提供空穴的杂质是（ A ）.电离后向半导体提供电子的杂质是（ B ）。
A. 受主杂质B. 施主杂质C. 中性杂质2. 在室温下.半导体Si 中掺入浓度为31410-cm 的磷杂质后.半导体中多数载流子是（ C ）.多子浓度为（ D ）.费米能级的位置（ G ）；一段时间后.再一次向半导体中掺入浓度为315101.1-⨯cm 的硼杂质.半导体中多数载流子是（ B ）.多子浓度为（ E ）.费米能级的位置（ H ）；如果.此时温度从室温升高至K 550.则杂质半导体费米能级的位置（ I ）。
（已知：室温下.31010-=cm n i ；K 550时.31710-=cm n i ）A. 电子和空穴B. 空穴C. 电子D. 31410-cmE. 31510-cmF. 315101.1-⨯cmG. 高于i E H. 低于i E I. 等于i E3. 在室温下.对于n 型硅材料.如果掺杂浓度增加.将导致禁带宽度（ B ）.电子浓度和空穴浓度的乘积00p n （ D ）2i n .功函数（ C ）。
如果有光注入的情况下.电子浓度和空穴浓度的乘积np （ E ）2i n 。
A. 增加B. 不变C. 减小D. 等于E. 不等于F. 不确定4. 导带底的电子是( C )。
A. 带正电的有效质量为正的粒子B. 带正电的有效质量为负的准粒子C. 带负电的有效质量为正的粒子D. 带负电的有效质量为负的准粒子5. P 型半导体MIS 结构中发生少子反型时.表面的导电类型与体材料的类型（ B ）。
在如图所示MIS 结构的C-V 特性图中.代表去强反型的（ G ）。
A. 相同B. 不同C. 无关D. AB 段E. CD 段F. DE 段G. EF 和GH 段6. 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 0 B. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛≥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 20 7. 由于载流子存在浓度梯度而产生的电流是（ B ）电流.由于载流子在一定电场力的作用下而产生电流是（ A ）电流。
半导体物理复习资料
半导体物理复习资料填空题半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是 纯净半导体Si 中掺杂V 族元素，当杂质电离时释放 的半导体称 N 型半导体。
当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 压情况下，载流子将做 漂移 运动。
n o p o =n 2标志着半导体处于热平衡状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积 n o p o 是 否改变？ 不改变；当温度变化时，n o p o 改变否？改变。
硅的导带极小值位于布里渊区 <100>方向上，根据晶体对称性共有 6个等价能谷。
n 型硅掺 As 后，费米能级向 E C 或上 移动，在室外温度下进一步升高温度，费米能级向 E i 或下 移动。
半导体中的陷阱中心使其中光电导灵敏度 增加 ，并使其光电导衰减规律 衰减时间延 长。
若用氢取代磷化镓中的部分磷，结果是 禁带宽度 巳增大；若用砷的话，结果是 禁带宽 度 E g 减小 。
已知硅的E g 为1.12EV ，则本征吸收的波长限 为1.11微米；Ge 的曰为0.67eV ，则本征 吸收的波长限为 1.85 微米。
复合中心的作用是 促进电子和空穴的复合，起有效复合中心的杂质能级必须位于 E 或禁带中心线，而对电子和空穴的俘获系数 r n 或r p 必须满足r n =r p O 有效陷阱中心位置靠近 E F 或费米能级。
计算半导体中载流子浓度时，不能使用玻尔兹曼统计代替费米统计的判定条件 E c - E F < 2k o T 以及E F -E V W 2k o T ，这种半导体被称为 简并半导体。
PN 结电容可分为 扩散电容和势垒电容 两种。
纯净半导体Si 中掺杂川族元素的杂质，当杂质电离时在Si 晶体的共价键中产生了一 个空穴，这种杂质称受主杂质；相应的半导体称 P 型半导体。
半导体产生光吸收的方式 本征、激子、杂质、晶格振动 、半导体吸收光子后产生载流 子，在均匀半导体中是 电导率增加 ，可制成 光敏电阻 ；在存在自建电场的半导体中产 生光生伏特 ，可制成 光电池 ；光生载流子发生辐射复合时，伴随着 发射光子 ，这就是 半导体的 发光现象，利用这种现象可制成 发光管 。
半导体物理复习范围
1.设晶格常数为a 的一维晶格，导带极小值附近能量Ec （k ）和价带极大值附近能量Ev （k ）分别为：222200(1)()3C h k h k k E k m m -=＋,22221003()6v h k h k E k m m =－； 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。
(1)导带：0)(23201202=-+m k k m k ，得：143k k =，又因为：03823202020222>=+=m m m dk E d c ，所以：在k k 43=处，C E 取极小值 价带：0602=-=m k dk dE V ，得0k = 又因为：060222<-=m dk E d V ，所以0=k 处，V E 取极大值 因此：eV m k E k E E V C g 64.012)0()43(02121==-= (2)043222*831m dk E d mk k C nC=== ;(3)60222*1m dk E d m k VnV -=== (4)准动量的定义:k p ⋅= ,所以： s N k k k p k k k /1095.7043)()(2510431-==⨯=-=-=∆2.磷化镓的禁带宽度Eg=2.26eV ，相对介电常数εr =11.1，空穴的有效质量m *p =0.86m 0,m 0为电子的惯性质量，求①受主杂质电离能；②受主束缚的空穴的基态轨道半径。
解：根据类氢原子模型：eV m E m q m E r p r P A 0096.01.116.13086.0)4(22200*2204*=⨯===∆εεπε 053.002020==m q h r πε nm r m m m q h r prp r 68.60*0*202===επεε 3.有一块半导体硅材料，已知在室温下（300K ）它的空穴浓度为p 0=2.25×1016cm -3,室温时硅的Eg=1.12eV ，n i =1.5×1010cm -3，k 0T=0.026eV 。
半导体物理复习资料
第一章 半导体中的电子状态1.导体、半导体、绝缘体的划分：Ⅰ导体内部存在部分充满的能带，在电场作用下形成电流；Ⅱ绝缘体内部不存在部分充满的能带，在电场作用下无电流产生； Ⅲ半导体的价带是完全充满的，但与之上面靠近的能带间的能隙很小，电子易被激发到上面的能带，使这两个能带都变成部分充满，使固体导电。
2.电子的有效质量是*n m ，空穴的有效质量是*p m ；**np m m -=，电量等值反号，波矢k 与电子相同 能带底电子的有效质量是正值，能带顶电子的有效质量是负值。
能带底空穴的有效质量是负值，能带顶空穴的有效质量是正值。
3.半导体中电子所受的外力dtdkh f ⋅=的计算。
4.引进有效质量的意义：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。
第二章 半导体中杂质和缺陷能级1.施主能级：被施主杂质束缚的电子的能量状态称为施主能级E D ；施主能级很接近于导带底；受主能级：被受主杂质束缚的空穴的能量状态称为受主能级E A ；受主能级很接近于价带顶。
施主能级图 受主能级图2.浅能级杂质：杂质的电离能远小于本征半导体禁带宽度的杂质，电离后向相应的能带提供电子或空穴。
深能级杂质：能级位于禁带中央位置附近，距离相应允带差值较大。
深能级杂质起复合中心、陷阱作用；浅能级杂质起施主、受主作用。
3.杂质的补偿作用：半导体中同时含有施主和受主杂质，施主和受主先相互抵消，剩余的杂质发生电离。
在Ⅲ-Ⅴ族半导体中(Ga-As )掺入Ⅳ族杂质原子(Si )，Si 为两性杂质，既可作施主，亦可作受主。
设315100.1-⨯=cm N A ，316101.1-⨯=cm N D ；则316100.1-⨯=-=cm N N n A D 由p n n i ⋅=2，可得p 值；①p n ≈时，近似认为本征半导体，i F E E =；②p n μμ=时，本征电导p n σσ=； p n >>时，杂质能级靠近导带底；第三章 半导体中载流子的统计分布1.费米分布函数(简并半导体)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=Tk E E E f F 0exp 11)((本征)；⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-+=T k E E E f F 0exp 2111)((杂质)；玻尔兹曼分布函数(非简并半导体) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-=T k E A E f B0exp )(；2.费米能级：TF N F E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂==μ；系统处于热平衡状态，也不对外界做功的情况下，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，也就是等于系统的费米能级。