10级半导体物理复习.pdf

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半导体物理复习题
一． 要弄清的概念或过程
电子的共有化运动
轨道杂化
能带
有效质量
杂质的束缚态和离化态
深能级杂质和浅能级杂质
杂质的补偿
迁移率及单位
小注入
非平衡载流子
非平衡载流子的复合
非平衡载流子的寿命
直接复合和间接复合
准费米能级
直接带隙半导体
间接带隙半导体
少子寿命
扩散系数
扩散长度
硅的双性行为

二． 选择题
1．单晶硅的晶格结构和能带结构属于 （ ）
A．闪锌矿型和直接禁带型结构； B．闪锌矿型和间接禁带型结构； C．金刚石型
和直接禁带型结构； D．金刚石型和间接禁带型结构
2．在锗晶体中， 若磷原子占据了锗原子的位置，则磷在锗中提供 （ ）
A．价电子；B．空穴；C．受主离子
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3．在硅晶体中，若硼原子占据了锗原子的位置，则硼在硅中提供 （ ）
A．价电子；B．空穴；C．施主离子
4．在硅晶体中，同时掺有硼和镓杂质，硼原子浓度等于镓原子浓度，在杂质全
电离情况下，该硅材料呈现出 （ ）
A．N 型；B．P 型；C．中性
5．在硅晶体中，同时掺有硼和砷杂质，硼原子浓度大于砷原子浓度，在杂质全
电离情况下，该硅材料呈现出 （ ）
A．N 型；B．P 型；C．中性
6．硅中的本征载流子浓度随温度升高 （ ）
A．变大；B．变小；C．载流子浓度与温度无关
7．对一定杂质浓度的硅材料，随温度升高，费米能级离本征费米能级 （ ）
A．更近； B．更远； C．费米能级位置与温度无关
8．对一定的温度，随杂质浓度升高，硅的费米能级离本征费米能级 （ ）
A．更近； B．更远； C．费米能级位置与杂质浓度无关
9．在杂质半导体的强电离区，载流子主要来源于 （ ）
A．杂质电离； B．本征激发；C．不能确定
10．在杂质半导体的高温本征激发区，载流子主要来源于 （ ）
A．杂质电离； B．本征激发；C．A、B 两者之和
11 ．硅中电子的有效质量 （ ）
A．只能为正； B．只能为负；C．可正可负
12．硅、和锗的禁带宽度随温度升高 （ ）
A．变大；B．变小；C．禁带宽度的大小与温度无关
13．硅导带能量极值有 （ ）
A．4 个；B．6 个；C．8 个
14．准费米能级的引入，是基于 （ ）
A．导带和价带的电子处于热平衡； B．导带和价带的电子各自处于热平衡； C．导
带和价带的电子各自处于非平衡 P119
15 ．半导体中载流子的扩散系数取决于其中的 （ ）
A．散射机构； B．复合机构； C．杂质浓度梯度； D．表面复合速度
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16．以长声学波为主要散射机构时，电子迁移率与温度的 （ ）
A．平方成正比； B．平方成反比； C．3/2 次方成正比； D．3/2 次方成反比
17．三个硅样品的掺杂情况如下： 甲 含镓 1×1017 cm-3；乙 含硼和磷各 1×1017
cm-3；丙 含铝 1×1015 cm -3。这些样品电子扩散系数由大到小的顺序是 （ ）
A．甲乙丙； B．甲丙乙；C．乙丙甲；D．丙甲乙
18．以下四种半导体中，最适合合制作高温器件的是 （ ）
A．Si；B．Ge；C．GaAs；D．InSb
19．有效的复合中心能级通常都靠近 （ ）
A．E ；B．E ；C．E ；D．E
C V I F
20．硅工艺中掺金的主要目的是 （ ）
A．降低少子寿命； B．增加少子寿命； C．降低少子浓度； D．增加少子浓度
21．在下列的半导体材料中，禁带宽度由大到小递减排列的是 （ ）
A．InSb ， Si，Ge，GaAs；B．GaAs， Si，Ge，InSb ；C．GaAs， Si，InSb ，
Ge；D．InSb ，GaAs， Si，Ge
22．室温下， Ge 的本征载流子浓度 n =×1013 cm-3，若其中 N =10 14 cm-3 的施
i D
主杂质已全部电离，则其平衡电子浓度 n （ ）
0
A．等于 N ；B．等于（N +n ）；C．小于（N +n ）；D．等于 n
D D i D i i
22．已知 N 为 1015 cm-3 ，N 为 10 18 cm-3；则此 PN 结 （ ）
D A
A．电子电流为主、 N 区中势垒区较宽；B．空穴电流为主、 N 区中势垒区较宽 C．电
子电流为主、 P 区中势垒区较宽； D．空穴电流为主、 P 区中势垒区较宽
23．载流子的平均漂移速度在电场不太强时随电场强度的增大而增大（）
A．弱场时符合、强场时不符合； B．强场时符合、弱场时不符合；
24．电子的扩散长度与电子扩散系数的关系是（）
A．成正比； B．成反比； C．与空穴的扩散系数面正比；D．电子扩散长度与电
子扩散系数的平方根成正比
25．单边突变 PN 结势垒区宽度主要由（）决定
A．高掺杂侧； B．低掺杂侧； C．与掺杂浓度无关； D．
26．PN 结处于平衡状态可用以下方法判断
A．符合质量作用定理； B．有统一的费米能级； C．通过 PN 结的净电流为 0；
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D．注入的少子比多子少很多
27．电子占据费米能级的几率为 1/2的结论在下列条件下成立：
A．在任何温度下成立； B．在低温下成立； C．在高温下成立； D．此结论任何
条件下都不可能成立
28、在 PN 结上加正向偏压后，势垒区宽度和结内电场变化为 （ ）
A．势垒区宽度变大、结内电场变强；B．势垒区宽度变大、结内电场变弱；C．势
垒区宽度变小、结内电场变强；D．势垒区宽度变小、结内电场变弱
29、已知N 为 1019 cm-3 ，N 为 10 16 cm-3；则此 PN 结 （ ）
D A
A． 电子电流为主、N 区中的势垒区较宽；
B． 空穴电流为主、N 区中的势垒区较宽
C． 电子电流为主、P 区中的势垒区较宽；
D． 空穴电流为主、P 区中的势垒区较宽

三． 判断题
1．杂质能级上的电子与导带或价带上的载流子分布一样，都可以用费米分布函
数描述。 （）
A． 是；B．不是
2．载流子的平均漂移速度随电场强度的增大而持续增大 （）
A．是；B．不是
3． 耿氏振荡可以发生在任何半导体材料中 （）
A．是；B．不是
4．对于同时掺有N =1016 cm-3 和 N =10 13 cm-3的杂质半导体材料，在杂质全电
D A
离的情况下，该半导体材料表现为 （）
A．N 型；B．P 型
5．对于同时掺有 N =1015 cm-3 和 N =10 12 cm-3的杂质半导体材料，在杂质全电
D A
离的情况下，该半导体材料中参与导电的载流子数为 （）
A．1015 个；B．103 个
6．受到光照的半导体材料，其多子准费米能级对平衡费米能级的偏离大于少子
准费米能级的偏离。 （）
A．是；B．不是
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7．在有载流子注入的情况下，系统仍具有统一的费米能级。 （）
A．是；B．不是
8．电子的扩散长度与电子扩散系数的关系是 （）
A．成正比； B．成反比； C．与空穴的扩散系数面正比； B．电子扩散长度与电
子扩散系数的平方根成正比
9．内层电子对导电没有贡献。
10．半导体和金属中，导带电子和价带空穴都能参与导电。
11 ．电子的有效质量一定是正的。
12 ．电子占据费米能级的几率总是 1/2 。
13 ．受主主杂质电离之后，可以提供空穴和杂质离子两种导电电荷。
14 ．施主杂质电离之后，可以提供电子和杂质离子两种导电电荷。

四． 填空题
1．半导体中的散射机构主要有________________
2．在低温下，半导体中主要是______________散射机构起作用
3．若杂质浓度是一定的， 载流子迁移率随温度升高而 _____________ ，其主要原
因是 _______________ 。
4．若温度是一定的，载流子迁移率随杂质浓度升高而______________，其主要
原因是__________________
5．非平衡载流子的复合大致分为______________和_____________
6．写出爱因斯坦关系式____________________
7．金在 N 型硅中一般起受主杂质作用，其能级在导带底之下 ；在 P 型硅