半導(dǎo)體物理學(xué)期末復(fù)習(xí)試題及答案三

1、系別 班次 學(xué)號(hào) 姓名 . 密封線以內(nèi)答題無效一、選擇題。1. 電離后向半導(dǎo)體提供空穴的雜質(zhì)是（ A ），電離后向半導(dǎo)體提供電子的雜質(zhì)是（ B ）。A. 受主雜質(zhì) B. 施主雜質(zhì) C. 中性雜質(zhì)2. 在室溫下，半導(dǎo)體Si中摻入濃度為的磷雜質(zhì)后，半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是（ C ），多子濃度為（ D ），費(fèi)米能級(jí)的位置（ G ）；一段時(shí)間后，再一次向半導(dǎo)體中摻入濃度為的硼雜質(zhì)，半導(dǎo)體中多數(shù)載流子是（ B ），多子濃度為（ E ），費(fèi)米能級(jí)的位置（ H ）；如果，此時(shí)溫度從室溫升高至，則雜質(zhì)半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)的位置（ I ）。（已知：室溫下，；時(shí)，）A. 電子和空穴 B. 空穴 C. 電子 D. E. F.

2、 G. 高于 H. 低于 I. 等于 3. 在室溫下，對(duì)于n型硅材料，如果摻雜濃度增加，將導(dǎo)致禁帶寬度（ B ），電子濃度和空穴濃度的乘積（ D ），功函數(shù)（ C ）。如果有光注入的情況下，電子濃度和空穴濃度的乘積（ E ）。A. 增加 B. 不變 C. 減小D. 等于 E. 不等于 F. 不確定4. 導(dǎo)帶底的電子是( C )。A. 帶正電的有效質(zhì)量為正的粒子B. 帶正電的有效質(zhì)量為負(fù)的準(zhǔn)粒子 C. 帶負(fù)電的有效質(zhì)量為正的粒子 D. 帶負(fù)電的有效質(zhì)量為負(fù)的準(zhǔn)粒子5. P型半導(dǎo)體MIS結(jié)構(gòu)中發(fā)生少子反型時(shí)，表面的導(dǎo)電類型與體材料的類型（ B ）。在如圖所示MIS結(jié)構(gòu)的C-V特性圖中，代表去強(qiáng)反型

3、的（ G ）。A. 相同 B. 不同 C. 無關(guān) D. AB段E. CD段 F. DE段G. EF和GH段6. P型半導(dǎo)體發(fā)生強(qiáng)反型的條件（ B ）。A. B. C. D. 7. 由于載流子存在濃度梯度而產(chǎn)生的電流是（ B ）電流，由于載流子在一定電場(chǎng)力的作用下而產(chǎn)生電流是（ A ）電流。A. 漂移 B. 擴(kuò)散 C. 熱運(yùn)動(dòng) 8. 對(duì)于摻雜的硅材料，其電阻率與摻雜濃度和溫度的關(guān)系如圖所示，其中，AB段電阻率隨溫度升高而下降的原因是（ A ）。A. 雜質(zhì)電離和電離雜質(zhì)散射B. 本征激發(fā)和晶格散射C. 晶格散射D. 本征激發(fā)二、判斷題。判斷下列敘述是否正確，正確的在括號(hào)中打“”，錯(cuò)誤的打“X”。

4、1. 與半導(dǎo)體相比，絕緣體的價(jià)帶電子激發(fā)到導(dǎo)帶所需要的能量比半導(dǎo)體的大。 （ ）2. 砷化稼是直接能隙半導(dǎo)體，硅和鍺是間接能隙半導(dǎo)體。 （ ）3. 室溫下，對(duì)于某n型半導(dǎo)體，其費(fèi)米能級(jí)在其本征半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)之下。 （ X ）4. 在熱力學(xué)溫度零度時(shí)，能量比小的量子態(tài)被電子占據(jù)的概率為100%，如果溫度大于熱力學(xué)溫度零度時(shí)，能量比小的量子態(tài)被電子占據(jù)的概率為小于50%。 （ X ）5. 費(fèi)米分布函數(shù)適用于簡(jiǎn)并的電子系統(tǒng)，波耳茲曼分布函數(shù)適用于非簡(jiǎn)并的電子系統(tǒng)。 （ ）6. 將Si摻雜入GaAs中，Si取代Ga則起施主雜質(zhì)作用，若Si取代As則起受主雜質(zhì)作用。 （ ）7. 無論本征半導(dǎo)體還是雜質(zhì)

5、半導(dǎo)體，其電子濃度和空穴濃度的乘積為常數(shù)，由溫度和禁帶寬度決定。 （ ）8. 一塊半導(dǎo)體材料，光照在材料中會(huì)產(chǎn)生非平衡載流子，其中非平衡載流子的壽命為。若光照忽然停止，經(jīng)過時(shí)間后，非平衡載流子全部消失。 （ X ）9. 在一定溫度下，光照在半導(dǎo)體材料中會(huì)產(chǎn)生非平衡載流子，光照穩(wěn)定后，由于電子空穴對(duì)的產(chǎn)生率與復(fù)合率相等，所以稱為熱平衡狀態(tài)，有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)。 （ X ）10. 金屬和半導(dǎo)體接觸分為有整流特性的肖特基接觸和非整流的歐姆接觸。 （ ）三、分析題。1. 對(duì)于室溫下硅材料，假設(shè)載流子遷移率分別為，且認(rèn)為不隨摻雜而變化。已知，本征載流子濃度，硅的原子密度為，。（1） 試計(jì)算本征硅的電阻率。

6、（2） 當(dāng)在本征硅中摻入百萬(wàn)分之一的砷（As）后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試計(jì)算電子濃度和空穴濃度。（3） 畫出問題（2）中雜質(zhì)半導(dǎo)體的能帶圖，并確定費(fèi)米能級(jí)相對(duì)于的位置。（4） 試計(jì)算問題（2）中雜質(zhì)半導(dǎo)體的電阻率與本征硅的電阻率的比值。（12分）解：（1） .（2分）（2） 雜質(zhì)濃度為，由于雜質(zhì)全部電離，所以，。.（4分）（3） ，所以費(fèi)米能級(jí)在下方處。 .（2分） .（2分）（4） .（2分）2. 室溫下，n型硅樣品中，摻雜濃度。光均勻照射Si樣品上，電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生率為，樣品壽命為。計(jì)算無光照和有光照的電導(dǎo)率。其中，已知，。（8分） 解：室溫下，雜質(zhì)全部電離，。無光照：.（3分）有光照： .（2分）.（3分）3. 室溫下，施主濃度為的n型硅Si與鋁Al形成金屬與半導(dǎo)體接觸，Al的功函數(shù)為，Si的電子親和能為。已知，。（1）計(jì)算硅Si的功函數(shù)。（2）試畫出理想情況下金屬-半導(dǎo)體接觸的能帶圖，并標(biāo)明半導(dǎo)體表面勢(shì)的數(shù)值。（3）判斷金屬-半導(dǎo)體接觸形成阻擋層還是反阻擋層。（12分）解：（1）室溫下，雜質(zhì)全部電離，。，.（2分） （2分）（2）半導(dǎo)體表面勢(shì) （2分） （4分）（3）形成電子阻擋層。 （2分）4. 如圖