半导体复习题带答案

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1、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 ） P1A. 1 B. 2C. 4D. 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=E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 P - d AptAn-1y B. bC. 7 D:4 .下面pn结中不属于突变结的是（ D ） P158

2、、159A.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、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. nn0B. p p0 C. n p D. pn07 .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

3、.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np n2,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 Xd,下面说法中错误的是（C ） P177A. p+n 结中 Xd XnB. n+p 结中 Xd XpC. Xd与势垒区上总电压 Vd V成正比D. Xd与势垒区上总电压VD 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、14A.有效质量

4、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。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 o npo表示_P区电子的浓度；Pn0表示_N区空穴的浓度。 P1632,若单位体积中有个n电子，p个空穴，电离施主浓度为nD,电离受主浓度为Pa,则电中性条件为_P+nD=n+PA。P783. T0K时，电子占据费米能级的概率是#2。 P61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 .

5、pn结加正向偏压V时势垒高度由qVD变成q(VDV); pn结加反向偏压V时势垒高度由qVD变成q(VD+V)? P164、1656 .理想pn结的电流电压方程J JseqV/kT 1又称为肖克莱方程式 , 其中-Js叫做反向饱和电流密度 ；在国际单位制下，Js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 整流效应, o7 .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?口 纤锌矿型结构 。比如，硅是 金刚石型结构 第构，神化钱是闪锌矿

6、型结构 结构。P1-349 .氢原子电离能E。一mq 2 2 ,则类氢杂质电离能为 Ed。 P412(4 0)2 210 .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qVD的大小与中性P区和N区的费米能级(Efn和EfJ 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

7、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m-V和H -VI族半导体材料的能隙示意图，试根据此图回答下列问题: (1)蓝光的光子能量大约在，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胡格常心以受理图出V,O(3)图中半导体材料哪些是m-V,那些是H -VI族各列举三个。5 .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

8、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A B CDE6 .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、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*电场方向P95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8 . PN结上的电容包

9、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。，势垒电容和扩散电容分别为 Ct 和Cd,请写出C与Ct和Cd的关系式。四、计算题1. Si品格常数为a,其原子半径近似为 a。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n p 1014cm3。突然撤掉光照，经过20微秒后，非平衡空穴浓度变为1010 cm 3,求硅材料的寿命。P156第4题类似3,掺有X1016 cm-3硼原子和9X1015 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神，求神的实际掺杂浓度。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）。