半導(dǎo)體物理試卷及答案

《半導(dǎo)體物理》課程考試試卷（A）開課二級(jí)學(xué)院：，考試時(shí)間：年____月____日時(shí)考試形式：閉卷√、開卷□，允許帶計(jì)算器入場(chǎng)裝訂線考生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：班級(jí)：裝訂線題序一二三四五六七八總分得分評(píng)卷人一、選擇題（每小題2分，共10分）1、室溫下一硫化鎘樣品的可動(dòng)載流子密度為，遷移率為，則此樣品的電導(dǎo)率是。A．16 B．17 C．18 D．2、一塊長(zhǎng)的硅片，橫截面是，用于測(cè)量電子遷移率。已知摻雜濃度為，測(cè)得電阻值為，則其電子遷移率為。A．1450 B．550 C．780 D．13903、室溫下，費(fèi)米分布函數(shù)在處的值為A．0 B．0.5 C．0.56 D．14、對(duì)某塊摻雜硅材料在整個(gè)溫度范疇內(nèi)測(cè)量霍爾系數(shù)，成果均為，則該材料的導(dǎo)電類型為A．N型 B．P型 C．本征 D．不擬定5、一種零偏壓下的PN結(jié)電容，每單位面積的耗盡層電容，硅的介電常數(shù)為，則耗盡層寬度是A． B． C． D．二、判斷題（每小題2分，共10分）1、載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生漂移電流。 （ ）2、簡(jiǎn)并化半導(dǎo)體的重要特點(diǎn)是摻雜濃度很低。 （ ）3、SiC是寬帶隙的半導(dǎo)體材料。 （ ）4、弗侖克爾缺點(diǎn)是指空位和間隙原子成對(duì)出現(xiàn)的缺點(diǎn)。 （ ）5、對(duì)于窄禁帶半導(dǎo)體材料，熱電擊穿是重要的擊穿機(jī)制。 （ ）

三、填空題（每空2分，共10分）1、有效的陷阱中心能級(jí)在附近。2、一定溫度下，非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的熱平衡載流子濃度的乘積=。3、最初測(cè)出載流子有效質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)名稱是。4、金屬半導(dǎo)體接觸可分為兩類，分別是和歐姆接觸。5、不含任何雜質(zhì)和缺點(diǎn)的抱負(fù)半導(dǎo)體稱為半導(dǎo)體。四、名詞解釋（每小題4分，共8分）1、耿氏效應(yīng)2、準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)五、簡(jiǎn)答題（每小題8分，共16分）1、解釋什么是深能級(jí)雜質(zhì)和淺能級(jí)雜質(zhì)？硅中摻入的硼屬于哪一種雜質(zhì)？硅中摻入的金屬于哪一種雜質(zhì)，起什么作用？2、簡(jiǎn)述費(fèi)米分布函數(shù)和玻爾茲曼分布函數(shù)的區(qū)別。

六、計(jì)算：（共12分）假設(shè)在PN結(jié)的兩側(cè)有相似和均勻的摻雜，，計(jì)算單位面積的非賠償施主離子的數(shù)量。裝裝訂線七、計(jì)算：（共18分）已知：室溫下，一塊P型硅樣品的電阻率為，電子遷移率為，空穴遷移率為，本征載流子濃度為。求：（1）電子和空穴的濃度；（2）用一束光照射樣品，可產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，求電阻率的最大變化量。

八、作圖題（共16分）1、（共8分）某熱平衡狀態(tài)下的PN結(jié)如圖所示，灰色部分表達(dá)耗盡層寬度。（1）請(qǐng)畫出該P(yáng)N結(jié)在熱平衡狀態(tài)下的能帶圖，標(biāo)出、和。（2）請(qǐng)畫出該P(yáng)N結(jié)在反向偏壓下的能帶圖，標(biāo)出、和，并在上圖中畫出反向偏壓下PN結(jié)耗盡層寬度的變化。2、（共8分）畫出金屬與N型半導(dǎo)體接觸的平衡狀態(tài)能帶圖：（1）；（2）。

慣用的參數(shù)：可能會(huì)用到的公式：《半導(dǎo)體物理》課程試卷（A）參考答案及評(píng)分原則一、選擇題（10分）1、A； 2、D； 3、B； 4、A； 5、C評(píng)分：每小題2分二、判斷題（10分）1、×； 2、×； 3、√； 4、√； 5、√評(píng)分：每小題2分三、填空題（10分）1、（或費(fèi)米能級(jí)）2、（或本征載流子濃度平方）3、回旋共振實(shí)驗(yàn)4、肖特基接觸5、本征評(píng)分：每個(gè)空2分四、名詞解釋（每小題4分，共8分）1、在N型GaAs兩端加上電壓，當(dāng)半導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)超出時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)的電流以很高的頻率振蕩，頻率約為，此效應(yīng)稱為耿氏效應(yīng)。評(píng)分：得分要點(diǎn)：N型，1分；GaAs，1分；電場(chǎng)值對(duì)的，1分，振蕩頻率，1分。2、平衡態(tài)被破壞出現(xiàn)非平衡載流子，電子和空穴不再含有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)，導(dǎo)帶和價(jià)帶的局部費(fèi)米能級(jí)被稱為準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)。準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)偏離平衡位置的大小直接反映了系統(tǒng)不平衡的程度。評(píng)分：得分要點(diǎn)：非平衡載流子，1分；無統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí)，1分；局部費(fèi)米能級(jí)，1分；偏離程度，1分。五、簡(jiǎn)答題（每小題8分，共16分）1、答：（1）受主能級(jí)距離價(jià)帶頂很遠(yuǎn)，施主能級(jí)距離導(dǎo)帶底很遠(yuǎn)的雜質(zhì)稱為深能級(jí)雜質(zhì)。（2分）（2）受主能級(jí)距離價(jià)帶頂很近，施主能級(jí)距離導(dǎo)帶底很近的雜質(zhì)稱為淺能級(jí)雜質(zhì)。（2分）（3）硅中的硼屬于淺能級(jí)雜質(zhì)。（2分）（4）硅中的金屬于深能級(jí)雜質(zhì)。（2分）2、答：（1）費(fèi)米分布函數(shù)為。（2分）（2）玻爾茲曼分布函數(shù)為（電子）或（空穴）。（2分）（3）費(fèi)米分布受泡利原理的限制，而玻爾茲曼分布沒有。當(dāng)時(shí)，玻爾茲曼分布近似等于費(fèi)米分布。（2分）（4）普通狀況下，計(jì)算能量比費(fèi)米能級(jí)高以上的能態(tài)的占據(jù)幾率，能夠使用較為簡(jiǎn)樸的玻爾茲曼分布。（2分）評(píng)分：每小題8分，具體得分要點(diǎn)見上。六、（12分）解： （3分） （3分） （3分） （3分）評(píng)分：僅公式對(duì)給2分，無單位扣1分，成果計(jì)算錯(cuò)誤扣1分，下標(biāo)不規(guī)范可不扣分。七、（18分）解：（1）P型硅，導(dǎo)電率為（2分）（3分）電子濃度為（3分）（2）當(dāng)有光照存在時(shí)，空穴的濃度為（3分）光照產(chǎn)生的電子濃度也不能無視，因此，光照時(shí)總的導(dǎo)電率為（4分）電阻率（1分）因此，（2分）評(píng)分：僅公式對(duì)給2分，無單位扣1分，成果計(jì)算錯(cuò)誤扣1分，下標(biāo)不規(guī)范可不扣分。八、作圖題（每小題8分，共16分）1、（1）熱平衡時(shí)如左圖：（3分）；（2）反向偏壓時(shí)如右圖：（3分）反向偏壓下PN結(jié)耗盡層寬度向兩側(cè)延伸變寬，重要是在N側(cè)。（2分）評(píng)分：注意兩圖的對(duì)比，反偏時(shí)的能帶彎曲程度應(yīng)加大；耗盡層變寬