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1、http:/ 硅晶体结构是金刚石结构,每个晶胞中含原子个数为( D )P1A. 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EF=Ei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qn0=qp03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 )P130A. B. C. D. 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
2、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、160A. 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。D.所谓平衡pn结指的是热平衡状态下的pn结。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 )P128A. B. C. D. 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
3、于公式,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,下面说法中错误的是(C )P177A. p+n结中 B. n+p结中C. 与势垒区上总电压成正比D. 与势垒区上总电压的平方根成正比10. 关于有效质量,下面说法错误的是(D )P13、14A. 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
4、。二、填空题1. N型半导体中多子为_ 电子_,少子为_空穴_;P型半导体中多子为_空穴_,少子为_电子_。表示_ _P区电子_的浓度;表示_N区空穴_的浓度。 P1632若单位体积中有个电子,个空穴,电离施主浓度为,电离受主浓度为,则电中性条件为_p+=n+_。 P783T0K时,电子占据费米能级的概率是_1/2_。P614.pn结空间电荷区中内建电场的方向是由_N_区指向_P_区;在耗尽近似下,空间电荷密度等于_ 电离杂质的浓度_。 P160、1635. pn结加正向偏压V时势垒高度由变成_q(VDV)_;pn结加反向偏压V时势垒高度由变成_ q(VD+V)_。 P164、1656. 理想
5、pn结的电流电压方程又称为_肖克莱方程式_,其中-叫做_反向饱和电流密度_;在国际单位制下,的单位是_A/m2_。由此方程可知,pn结的最主要特性是具有_单向导电性_或_整流效应_。7. 状态密度就是每单位能量间隔内的_量子态数_。计算状态密度时,我们近似认为能带中的能级作是_连续_分布的。8. 半导体材料最常见的三种晶体结构分别是_金刚石型结构_、_闪锌矿型结构_和_纤锌矿型结构_。比如,硅是_金刚石型结构_结构,砷化镓是_闪锌矿型结构_结构。 P139氢原子电离能,则类氢杂质电离能为_。P4110. 稳压二极管应用的是PN结的_特性,整流二极管应用的是PN结的_特性。三、简答题1. “半导
6、体照明工程”的目标是使LED成为照明光源。这个工程目前的主要任务是寻找或合成便宜、环保、波长合适、发光效率高的半导体材料。试就这一话题回答下列问题:(1)什么是LED? (2)已知的最便宜的半导体材料是什么?2. pn结热平衡时势垒高度的大小与中性P区和N区的费米能级的关系是什么?平衡pn结能带最主要的两个性质是什么? 答案: (期末考试样题3 ) 3. 图1是隧道结的平衡示意图,试根据此图回答下列问题:(1)隧道结对结两边半导体掺杂的要求是什么?(2)如图1所示状态时隧道结有无隧道电流?(3)隧道结电流电压曲线的主要特性是什么?P186图14. 图2是-和-族半导体材料的能隙示意图,试根据此
7、图回答下列问题:(1)蓝光的光子能量大约在2.76eV,图2中那种材料最适合作为蓝光的发光材料?(2)发光材料需要满足二个条件,第一,发光波长在所需要的范围;第二,发光效率高。这两个要求分别决定于半导体的那两个性质? (3)图中半导体材料哪些是-,那些是-族?各列举三个。图25. 图3是硅导带电子浓度与温度的关系曲线。请指出强电离区、高温本征激发区的位置(即温度范围,用a、b、c表示)。一般而言,实际器件工作在那个区域? 图3P74答:b是强电离区,c是高温本征激发区;一般工作在b区强电离区6. 图4是非平衡N型半导体准费米能级偏离平衡费米能级的示意图。其中A、E分别表示导带底和价带顶。问B、
8、C、D哪个表示平衡费米能级?哪个表示电子的准费米能级?哪个表示空穴的准费米能级?P76答:C表示平衡费米能级 B表示电子的准费米能级 D 表示电子的准费米能级 7.图5中C是空穴电流方向,问A、B、D中哪个是电子漂移方向?哪个是电子电流方向?哪个是空穴漂移方向?图5P95答:A是电子漂移方向B是电子电流方向D是空穴漂移方向8PN结上的电容包括势垒电容和扩散电容两部分。请问PN结上的势垒电容和扩散电容是并联还是串联? 若记总电容为Cj,势垒电容和扩散电容分别为T和,请写出Cj与T和的关系式。四、计算题1 Si晶格常数为a,其原子半径近似为。求:晶胞中所有Si原子占据晶胞的百分比。 P382 N型硅,室温下光稳定照射后获得非平衡载流子浓度。 突然撤掉光照,经过20微秒后,非平衡空穴浓度变为,求硅材料的寿命。P156 第4题类似3掺有1.11016 cm-3硼原子和91015 cm-3磷原子的Si样品,试计算室温时多数载流子和少数载流子浓度及样品的电阻率。P125 第13题4硅中掺入百万分之一的砷,求砷的实际掺杂浓度。P125 第2小题5计算温度为400K和300K时,Si p-n结反向饱和电流密度的比值(假设扩散长度和扩散系数与温度无关)。