半导体复习题(带答案)

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 ）P1 A. 1 B. 2 C. 4 D. 8

2．关于本征半导体，下列说法中错误的是（ C ）P65

A. 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=qp0

3．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 ）P130 A.

ΔpΔndΔpt1 B.  C. D. τpτndtτ4．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

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、160 A. 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 ）P128 A. nn0 B. pp0 C. np D. pn0 7.关于空穴，下列说法不正确的是（ C ）P15

A. 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. 关于公式npni2，下列说法正确的是（ D ）P66、67

A.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 ）P177 A. p+n结中XDxn B. n+p结中XDxp C. 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、14

A. 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。 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______。np0表示_ _P区电子______的浓度；pn0表示__N区空穴___的浓度。 P163

2．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_____。 P78

3．T>0K时，电子占据费米能级的概率是__1/2______。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、163

5. pn结加正向偏压V时势垒高度由qVD变成__q(VD—V)____；pn结加反向偏压V时势垒高度由qVD变成___ q(VD+V)_____。 P164、165

6. 理想pn结的电流电压方程JJseqV/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______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。 P1—3

m0q49．氢原子电离能E0，则类氢杂质电离能为ED________。P41

2(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

（Efn和Efp）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

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1

4. 图2是Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-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

（3）图中半导体材料哪些是Ⅲ-Ⅴ，那些是Ⅱ-Ⅵ族各列举三个。

图2

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3 P74

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、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5

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ＣT和ＣＤ，请写出Cj与ＣT和ＣＤ的关系式。 四、计算题

1． Si晶格常数为a，其原子半径近似为胞的百分比。 P38

2． N型硅,室温下光稳定照射后获得非平衡载流子浓度np1014cm3。 突然撤掉光照,经过20微秒后，非平衡空穴浓度变为1010cm3，求硅材料的寿命。 P156 第4题类似

3．掺有×1016 cm-3硼原子和9×1015 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）。

3a。求：晶胞中所有Si原子占据晶8