电子科技大学9半导体物理期末考试试卷试题答案
电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 学期期 末 考试
半导体物理 课程考试题 A 卷 （ 120分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 2010年 元月 18日
课程成绩构成：平时 10 分， 期中 5 分， 实验 15 分， 期末 70 分
一、选择题（共25分，共 25题，每题1 分）
A ）的半导体。
A. 不含杂质和缺陷
B. 电阻率最高
C. 电子密度和空穴密度相等
D. 电子密度与本征载流子密度相等
2、如果一半导体的导带中发现电子的几率为零，那么该半导体必定（ D ）。
A. 不含施主杂质
B. 不含受主杂质
C. 不含任何杂质
D. 处于绝对零度
3、对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级E F 随温度上升而（ D ）。
A. 单调上升
B. 单调下降
C. 经过一个极小值趋近Ei
D. 经过一个极大值趋近Ei
4、如某材料电阻率随温度上升而先下降后上升，该材料为（ C ）。 A. 金属 B. 本征半导体 C. 掺杂半导体 D. 高纯化合物半导体
5、公式*/m q τμ=中的τ是半导体载流子的（ C ）。 A. 迁移时间 B. 寿命 C. 平均自由时间 D. 扩散时间
6、下面情况下的材料中，室温时功函数最大的是（ A ） A. 含硼1×1015cm -3的硅 B. 含磷1×1016cm -3的硅 C. 含硼1×1015cm -3，磷1×1016cm -3的硅 D. 纯净的硅
7、室温下，如在半导体Si 中，同时掺有1×1014cm -3的硼和1.1×1015cm -3的磷，则电子浓度约为（ B ），空穴浓度为（ D ），费米能级为（ G ）。将该半导体由室温度升至570K ，则多子浓度约为（ F ），少子浓度为（ F ），费米能级为（ I ）。（已知：室温下，n i ≈1.5×1010cm -3；570K 时，n i ≈2×1017cm -3）
A 、1×1014cm -3
B 、1×1015cm -3
C 、1.1×1015cm -3
D 、2.25×105cm -3
E 、1.2×1015cm -3
F 、2×1017cm -3
G 、高于Ei
H 、低于Ei
I 、等于Ei
8、最有效的复合中心能级位置在（ D ）附近；最有利陷阱作用的能级位置在（ C ）附近，常见的是（ E ）陷阱。
A 、E A
B 、E D
C 、E F
D 、Ei
E 、少子
F 、多子
9、MIS 结构的表面发生强反型时，其表面的导电类型与体材料的（ B ），若增加掺杂浓度，其开启电压将（ C ）。
A 、相同
B 、不同
C 、增加
D 、减少
10、对大注入条件下，在一定的温度下，非平衡载流子的寿命与（ D ）。 A 、平衡载流子浓度成正比 B 、非平衡载流子浓度成正比 C 、平衡载流子浓度成反比 D 、非平衡载流子浓度成反比
11、可以由霍尔系数的值判断半导体材料的特性，如一种半导体材料的霍尔系数为负值，该材料通常是（ A ）
A 、n 型
B 、p 型
C 、本征型
D 、高度补偿型
12、如在半导体中以长声学波为主要散射机构是，电子的迁移率n 与温度的（ B ）。
A 、平方成正比
B 、
23
次方成反比 C 、平方成反比 D 、2
3
次方成正比
13、为减少固定电荷密度和快界面态的影响，在制备MOS 器件时通常选择硅单晶的方向为（ A ）。
A 、【100】
B 、【111】
C 、【110】
D 、【111】或【110】 14、简并半导体是指（ A ）的半导体。
A 、(E C -E F )或(E F -E V )≤0
B 、(E
C -E F )或(E F -E V )≥0
C 、能使用玻耳兹曼近似计算载流子浓度
D 、导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子
15、在硅基MOS 器件中，硅衬底和SiO 2界面处的固定电荷是（ B ），它的存在使得半导体表面的能带（ C ），在C-V 曲线上造成平带电压（ F ）偏移。
A 、钠离子
B 、过剩的硅离子
C 、向下
D 、向上
E 、向正向电压方向；
F 、 向负向电压方向
谷。
2、n 型硅掺砷后，费米能级向 Ec(上) 移动，如升高材料的工作温度，则费米能级向 Ei(下)移动。
4、复合中心的作用是促进电子和空穴的复合，起有效的复合中心的杂质能级必须位于Ei （禁带中线），并且对电子和空穴的俘获系数r n 和r p 必须满足 r n ＝r p 。
5、热平衡条件下，半导体中同时含有一种施主杂质和一种受主杂质情况下的电中性条件是＿p 0+n D +=n 0+p A - 。
7、MIS 结构的表面发生强反型时，其表面的导电类型和体材料的导电类型＿相反 （相同或
相反）8、在半导体中，如果温度升高，则考虑对载流子的散射作用时，电离杂质散射概率 减小
和晶格振动散射概率 增大 。
三、 问答题（共25分，共四题， 6 分＋6分＋6分＋7分）
1、在本征半导体中进行有意掺杂各种元素，可改变材料的电学性能。请解释什么是浅能级
杂质、深能级杂质，它们分别影响半导体哪些主要性质；什么是杂质补偿？杂质补偿的意义何在？（本题6分）
答：浅能级杂质是指其杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂质。它们电离后将成为带正电（电离施主）或带负电（电离受主）的离子，并同时向导带提供电子或向价带提供空穴。它可有效地提高半导体的导电能力。掺杂半导体又分为n型半导体和p型半导体。（2分）
深能级杂质是指杂质所在的能级位置在禁带中远离导带或价带，在常温下很难电离，不能对导带的电子或价带的空穴的浓度有所贡献，但它可以提供有效的复合中心，在光电子开关器件中有所应用。（2分）
当半导体中既有施主又有受主时，施主和受主将先互相抵消，剩余的杂质最后电离，这就是杂质补偿。（1分）
利用杂质补偿效应，可以根据需要改变半导体中某个区域的导电类型，制造各种器件。（1分）
2、什么是扩散长度、牵引长度和德拜长度，它们由哪些因素决定？。（本题6分）
答：扩散长度指的是非平衡载流子在复合前所能扩散深入样品的平均距离，它由扩散系数
和材料的非平衡载流子的寿命决定，即L=（2分）
牵引长度是指非平衡载流子在电场E的作用下，在寿命τ时间内所漂移的距离，即=，由电场、迁移率和寿命决定。（2分）
L E Eμτ
()
德拜长度是德拜研究电介质表面极化层时提出的理论的长度，用来描写正离子的电场所能影响到电子的最远距离。在半导体中，表面空间电荷层厚度随掺杂浓度、介电常数和表面势等因素而改变，其厚度用一个特征长度即德拜长度L D表示。它主要由掺杂浓度决定。掺杂大，L D小。（2分）
3、试说明半导体中电子有效质量的意义和性质，并说明能带底和能带顶、内层电子和外层电子的有效质量的各自特点。（本题6分）答：有效质量是半导体内部势场的概括。在讨论晶体中的电子在外力的作用下的运动规律时，只要将内部周期性势场的复杂作用包含在引入的有效质量中，并用它来代替惯性质量，
就可以方便地采用经典力学定律来描写。由于晶体的各向异性，有效质量和惯性质量不一样，它是各向异性的。(2分)
在能带底附近，由于22k E
??为正，电子有效质量大于0；(1分)
在能带顶部附近，由于22k
E
??为负，电子有效质量小于0。(1分)
小，有效质量大；(1分)
大，有效质量小。(1分)
4、什么叫复合中心？何谓间接复合过程？有哪四个微观过程？试说明每个微观过程和哪些参数有关。 （本题7分） 答：半导体内的杂质和缺陷能够促进复合，称这些促进复合的杂质和缺陷为复合中心；（1分）
间接复合：非平衡载流子通过复合中心的复合；（1分）
四个微观过程：俘获电子，发射电子，俘获空穴，发射空穴；（1分） 俘获电子：和导带电子浓度和空穴复合中心浓度有关。 （1分） 发射电子：和复合中心能级上的电子浓度。 （1分）
俘获空穴：和复合中心能级上的电子浓度和价带空穴浓度有关。 （1分） 发射空穴：和空的复合中心浓度有关。 （1分）
四、 计算题（共35分，7＋10＋8＋10，共4题）
1、⑴计算本征硅在室温时的电阻率；⑵ 但掺入百万分之一的砷(As)后，如杂质全部电离，计算其电导率比本征硅的电导率增大多少倍。 （本题7分）
（电子和空穴的迁移率分别为1350cm 2/(V .s)和500 cm 2/(V .s)，假使在杂质浓度小于1×1017cm -3时电子的迁移率为850 cm 2/(V .s)，n i =1.5×1010cm -3，硅的原子密度为5×1022cm -3。） 解：（1）
)
/(1044.4)5001350(106.1105.1)
(61910cm S q n i p n i i --?=+????=∴+=σμμσΘ （3分）
（2）N D =5×1022×10-6=5×1016(cm -3)
因为全部电离，所以n 0=N D 。 （1分） 忽略少子空穴对电导率的贡献，所以：
)
/(8.6850106.110519160cm S q n n
=????==-μσ 661053.110
44.48
.6?=?=∴
-i σσ 即电导率增大了153万倍。 （3分）
2、有一块足够厚的p 型硅样品，在室温300K 时电子迁移率μn =1200 cm 2/(V .s)，电子的寿命s n μτ10=。如在其表面处稳定地注入的电子浓度为312107)0(-?=?cm n 。试计算在离开表面多远地方，由表面扩散到该处的非平衡载流子的电流密度为1.20mA/cm 2。（表面复合忽略不计）。（k 0=1.38×10-23J/K ）,q=1.6×10-19C ，k 0T=0.026eV) （ 本题10分） 解：由爱因斯坦关系可得到室温下电子的扩散系数：
s m S V cm e
eV
q T k D n o n /102.31./1200026.0242-?=?==
μ (2 分) 电子的扩散长度 )(1076.11010102.31464m D L n n n ---?=???==τ (2 分) 非平衡载流子的扩散方程为：
dx
x n d D x S n n )()(?-=， 其中
(2 分)
所以，扩散电流J=Ln
x
n n n e L n qD x qS -?=-)0()( (2 分)
由上式可得到：??
?
????=n n n JL n qD L x )0(ln (1 分)
把312107)0(-?=?cm n ，2/20.1cm mA J =，m L n 41076.1-?=，以及Dn 的值代入上式，
得到：)(107.8121076.1107102.31106.1ln 1076.15
14184194
m x -----?=???
? ??????????= (1 分)
3、由金属－SiO 2-P 型硅组成的MOS 结构，当外加电场使得半导体表面少数载流子浓度n s 与半导体内部多数载流子浓度p p0相等时作为临界强反型条件。 （本题8分）
（1）试证明临界强反型时，半导体的表面势为： (5 分) ,ln 220i
A
B s n N q T k V V =
= 其中q E E V F i B -=
（2）画出临界强反型时半导体的能带图，标明相关符号，并把反型、耗尽、中性区各部分用竖线分开，并用文字指明。 (3 分)
解：（1）设半导体表面势为Vs ，则表面处的电子浓度为：
（ 1分 ） 在临界强反型情况下，有 n s =p p0, 即 T
k qVs i p e
n p 022
0=， 或 T
k qVs i p e
n p 020= （ 1分 ）
此外，在平衡状态下半导体体内的多子空穴浓度为：
（ 1分 ）
所以，比较以上两个式子，可得到： Vs=2V B
i
A
B n N q T k V Vs ln 220=
= （ 2分 ）
(2)
在上图中，①为反型区，②为耗尽区，③为中性区
（ 3分 ）
4、用n 型硅单晶片作为衬底，金属铝做上电极制成MOS 二极管。已知n-Si 的功函数Ws 为4.30eV ，Al 的功函数W AL 为4.20eV ，铝电极的面积A=1.6×10-7m 2。在150℃下，进行温度－偏压（B-T ）实验，在加上负的偏压和正的偏压下进行负、正B-T 处理，分别测得C-V 曲线（1）和（2）。
9.3,/1085.8120=?=-r m F εε （本题10分） 求：（1）氧化物SiO 2层的厚度； （ 2分 ） （2）在Si-SiO 2界面处的正电荷密度； （ 4分 ） （3）SiO 2中的可移动离子的面密度。 （ 4分 ）
解：（1）由图示的C-V 曲线可得： C 0=Ci=22pF, C min =8.16pF 所以，SiO 2的厚度为：
nm m C A d r 250)(105.210
229.31085.8106.1712
127000=?=?????==----εε （ 2分 ）
qV Ec Ei E F Ev
-9.8 -17 V G (V)
⑵ 由于金属和半导体功函数的差别，而引起半导体中的电子的电势能相对于金属提高的数值为：
qV ms = W s -W Al ， 则因此引起的平带电压： V q
W W V V s
m ms FB 1.0'
-=-=
-= （ 2分 ） 计算界面固定电荷密度时应该从负偏压的C-V 曲线确定V FB ,即曲线（1），此时移动电荷已经到Al 和SiO 2的界面，所以，固定电荷密度为：
)
(1029.8)(1029.8)8.91.0(106.1106.11022)(2921519712
1-----?=?=+-????=-=
cm m V V Aq
C N FB ms i
fc （ 2分 ）
⑶ 计算可移动电荷密度，由正负温偏处理后的FB V ?来计算，
)
(102.6)
(102.6)]17(8.9[106.1106.110222921519
712
0-----?=?≈---?????=?=
cm m Aq
V C N FB
m （ 4分 ）
半导体物理试卷b答案
一、名词解释（本大题共5题每题4分，共20分） 1. 直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为直接复合。 2.本征半导体：不含任何杂质的纯净半导体称为本征半导体，它的电子和空穴数量相同。 3．简并半导体：半导体中电子分布不符合波尔兹满分布的半导 体称为简并半导体。 过剩载流子：在光注入、电注入、高能辐射注入等条件下，半导体材料中会产生高于热平衡时浓度的电子和空穴，超过热平衡浓度的电子△0和空穴△0称为过剩载流子。 4. 有效质量、纵向有效质量与横向有效质量 答：有效质量：由于半导体中载流子既受到外场力作用，又受到半导体内部周期性势场作用。有效概括了半导体内部周期性势场的作用，使外场力和载流子加速度直接联系起来。在直接由实验测得的有效质量后，可以很方便的解决电子的运动规律。 5. 等电子复合中心 等电子复合中心：在 V族化合物半导体中掺入一定量与主原子等价的某种杂质原子，取代格点上的原子。由于杂质原子与主原子之间电性上的差别，中性杂质原子可以束缚电子或空穴而成为带电中心。带电中心吸引与被束缚载流子符号相反的载流子，形成一个激子束缚态。这种激子束缚态叫做等电子复合中心。二、选择题（本大题共5题每题3分，共15分）
1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ） A. 平衡载流子浓度成正比 B. 非平衡载流子浓度成正比 C. 平衡载流子浓度成反比 D. 非平衡载流子浓度成反比 2．有3个硅样品，其掺杂情况分别是： 甲．含铝1×10-153乙.含硼和磷各1×10-173丙.含镓1×10-173 室温下，这些样品的电子迁移率由高到低的顺序是（C ）甲乙丙 B. 甲丙乙 C. 乙甲丙D. 丙甲乙 3．有效复合中心的能级必靠近( A ) A.禁带中部 B.导带 C.价带 D.费米能级 4．当一种n型半导体的少子寿命由直接辐射复合决定时，其小注入下的少子寿命正比于（C ） A.10 B.1/△n C.10 D.1/△p 5．半导体中载流子的扩散系数决定于其中的( A ) A.散射机构 B. 复合机构 C.杂质浓变梯度 D.表面复合速度 6．以下4种半导体中最适合于制作高温器件的是（ D ）
电子科技大学模拟电路考试题及答案
电子科技大学 二零零七至二零零八学年第一学期期末考试 模拟电路基础课程考试题A卷（120分钟）考试形式：开卷 课程成绩构成：平时10分，期中30分，实验0分，期末60分 一（20分）、问答题 1．（4分）一般地，基本的BJT共射放大器、共基放大器和共集放大器的带宽哪个最大？哪个最小？ 2．（4分）在集成运算放大器中，为什么输出级常用射极跟随器？为什么常用射极跟随器做缓冲级？ 3．（4分）电流源的最重要的两个参数是什么？其中哪个参数决定了电流源在集成电路中常用做有源负载？在集成电路中采用有源负载有什么好处？ 4．（4分）集成运算放大器为什么常采用差动放大器作为输入级？ 5．（4分）在线性运算电路中，集成运算放大器为什么常连接成负反馈的形式？
二（10分）、电路如图1所示。已知电阻R S=0，r be=1kΩ，R1∥R2>>r be。 1．若要使下转折频率为10Hz，求电容C的值。 2．若R S≠0，仍保持下转折频率不变，电容C的值应该增加还是减小？ 图1 三（10分）、电路如图2所示。已知差模电压增益为10。A点电压V A=-4V，硅三极管Q1和Q2的集电极电压V C1=V C2=6V，R C=10kΩ。求电阻R E和R G。 图2 四（10分）、电路如图3所示。已知三极管的β=50，r be=1.1kΩ，R1=150kΩ，R2=47k Ω，R3=10kΩ，R4=47kΩ，R5=33kΩ，R6=4.7kΩ，R7=4.7kΩ，R8=100Ω。 1．判断反馈类型； 2．画出A电路和B电路； 3．求反馈系数B； 4．若A电路的电压增益A v=835，计算A vf，R of和R if。
半导体物理学简答题及答案
复习思考题与自测题 第一章 1.原子中的电子和晶体中电子受势场作用情况以及运动情况有何不同, 原子中内层电子和外层电子参与共有化运动有何不同。 答：原子中的电子是在原子核与电子库伦相互作用势的束缚作用下以电子云的形式存在，没有一个固定的轨道；而晶体中的电子是在整个晶体内运动的共有化电子，在晶体周期性势场中运动。 当原子互相靠近结成固体时，各个原子的内层电子仍然组成围绕各原子核的封闭壳层,和孤立原子一样;然而，外层价电子则参与原子间的相互作用，应该把它们看成是属于整个固体的一种新的运动状态。组成晶体原子的外层电子共有化运动较强，其行为与自由电子相似，称为准自由电子，而内层电子共有化运动较弱，其行为与孤立原子的电子相似。 2.描述半导体中电子运动为什么要引入"有效质量"的概念, 用电子的惯性质量描述能带中电子运动有何局限性。 答：引进有效质量的意义在于它概括了半导体内部势场的作用，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时，可以不涉及半导体内部势场的作用。惯性质量描述的是真空中的自由电子质量，而不能描述能带中不自由电子的运动，通常在晶体周期性势场作用下的电子惯性运动，成为有效质量
3.一般来说, 对应于高能级的能带较宽,而禁带较窄,是否如此，为什么答：不是，能级的宽窄取决于能带的疏密程度，能级越高能带越密，也就是越窄；而禁带的宽窄取决于掺杂的浓度，掺杂浓度高，禁带就会变窄，掺杂浓度低，禁带就比较宽。 4.有效质量对能带的宽度有什么影响，有人说:"有效质量愈大,能量密度也愈大,因而能带愈窄.是否如此，为什么 答：有效质量与能量函数对于K的二次微商成反比，对宽窄不同的各个能带，1（k）随k的变化情况不同，能带越窄，二次微商越小，有效质量越大，内层电子的能带窄，有效质量大；外层电子的能带宽，有效质量小。 5.简述有效质量与能带结构的关系； 答：能带越窄，有效质量越大，能带越宽，有效质量越小。 6.从能带底到能带顶,晶体中电子的有效质量将如何变化外场对电子的作用效果有什么不同； 答：在能带底附近，电子的有效质量是正值，在能带顶附近，电子的有效质量是负值。在外电F作用下，电子的波失K不断改变，dk ,其变化 f h dt 率与外力成正比，因为电子的速度与k有关，既然k状态不断变化，则电子的速度必然不断变化。 7.以硅的本征激发为例,说明半导体能带图的物理意义及其与硅晶格结
半导体物理试卷b答案
半导体物理试卷b答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
一、名词解释（本大题共5题每题4分，共20分） 1. 直接复合：导带中的电子越过禁带直接跃迁到价带，与价带中的空穴复合，这样的复合过程称为直接复合。 2.本征半导体：不含任何杂质的纯净半导体称为本征半导体，它的电子和空穴数量相同。 3．简并半导体：半导体中电子分布不符合波尔兹满分布的半导体称为简并半导体。 过剩载流子：在光注入、电注入、高能辐射注入等条件下，半导体材料中会产生高于热平衡时浓度的电子和空穴，超过热平衡浓度的电子△n=n-n 和空穴 称为过剩载流子。 △p=p-p 4. 有效质量、纵向有效质量与横向有效质量 答：有效质量：由于半导体中载流子既受到外场力作用，又受到半导体内部周期性势场作用。有效概括了半导体内部周期性势场的作用，使外场力和载流子加速度直接联系起来。在直接由实验测得的有效质量后，可以很方便的解决电子的运动规律。 5. 等电子复合中心 等电子复合中心：在III- V族化合物半导体中掺入一定量与主原子等价的某种杂质原子，取代格点上的原子。由于杂质原子与主原子之间电性上的差别，中性杂质原子可以束缚电子或空穴而成为带电中心。带电中心吸引与被束缚载流子符号相反的载流子，形成一个激子束缚态。这种激子束缚态叫做等电子复合中心。 二、选择题（本大题共5题每题3分，共15分） 1．对于大注入下的直接辐射复合，非平衡载流子的寿命与（D ） A. 平衡载流子浓度成正比 B. 非平衡载流子浓度成正比 C. 平衡载流子浓度成反比 D. 非平衡载流子浓度成反比2．有3个硅样品，其掺杂情况分别是： 甲．含铝1×10-15cm-3乙.含硼和磷各1×10-17cm-3丙.含镓1×10-17cm-3室温下，这些样品的电子迁移率由高到低的顺序是（C ） 甲乙丙 B. 甲丙乙 C. 乙甲丙 D. 丙甲乙
模拟电路期末试题,电子科大成都学院
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 电子科技大学二零零六至二零零七学年第一学期期中考试 模拟电路基础课程考试题 A 卷（ 120 分钟）考试形式：开卷考试日期 2006 年 11月 11日课程成绩构成：平时 10 分，期中 30 分，实验 0 分，期末 60 分 一（14分）、问答题 1．（2分）从载流子的运动角度和伏安特性方程两个方面，分别简述PN结的单向导电性。 2．（2分）试说明由稳压二极管构成的最简稳压电路中为什么需要限流电阻。 3．（2分）以NPN型BJT单级共射放大器为例，试简要叙述确定动态范围的过程。 4．（2分）以单级稳基压偏置放大器为例，当环境温度降低时，试简要叙述稳定静态工作点的原理。5．（2分）在多级电压放大器中，为什么常常采用射极跟随器（或源极跟随器）作为输出级（最末级）？6．（2分）计算放大器的电压增益时，为什么通常需要计算静态工作点？ 7．（2分）什么是多级放大器中的零点漂移现象？
………密………封………线………以………内………答………题………无………效……二（8分）、电路如图1所示，已知β= 100，V BE = 0.7V，V A = ∞，r be = 5.6kΩ。 1．求输入电阻R i； 2．求小信号源电压增益A vs = v o/v s； 3．求输出电阻R o。 图1
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 三（8分）、在下图所示的分压式电路中，设三极管的电流放大系数为 ，三极管b、e之间的等效电阻为r be=3.5kΩ，电路中Vcc、V s、R1、R2、R C、R L，R E，R s均为已知， 1）试估算该电路的静态工作点，写出I BQ，I CQ，U CEQ的表达式。 2）画出中频段的交流小信号等效电路。 3）根据微变等效电路写出电压放大倍数A v及输入电阻Ri 和输出电阻Ro的表达式。 4）写出输出电压vo与提供的输入电压vs之间 （1）的比值，即A VS的表达式。 图2
半导体物理学作业及参考答案2
作业6： 1．一块半导体材料的寿命μs 13=τ，受到光照产生非平衡载流子，此时光照突然停止，问52μs 后材料中的非平衡载流子浓度将衰减为原来的百分之几？ 2．室温下有一块n 型硅材料，掺杂浓度为-314cm 107?=D N ，由于光照产生的 非平衡载流子浓度为-314cm 102.1?=?=?p n ，试计算此时准费米能级的位置（可以禁带中线E i 作为基准），并与热平衡态的费米能级做比较。已知本征载流子浓度310cm 1012.1-?=i n ，室温下eV 026.0=T k B 。 【参考解答】 1．由τt e p t p -?=?0)()(，其中μs 13=τ 可得：%83.1e )()65(1352 0≈=??-p p 即光照停止μs 52后，非子将衰减到原来的1.83% （需要注意的问题是：此题比较简单，直接代入公式计算即可，目的在于加 深大家对于寿命的感性认识。此外寿命的物理意义由 此也可见一斑。） 2．由于掺杂浓度不是很高，因此室温下杂质应可全部电离 即：3140cm 107-?==D N n 则热平衡态时的费米能级位置为： eV 2871.01012.1107ln 026.0ln ln 10140+=??+=+=+=i i i D B i i B i F E E n N T k E n n T k E E 光注入非平衡载流子后： ???? ??--=???? ? ?--=?+=T k E E n T k E E n n n n B Fn i i B Fn F exp exp 00
???? ??--=??? ? ??--=?≈?+=?+=T k E E n T k E E p p p n n p p p B i Fp i B F Fp i exp exp 0020 故准费米能级位置分别为： eV 2912.01012.1102.1107ln 026.0ln 101414+=??+?+=+=i i i B i Fn E E n n T k E E eV 2413.010 12.1102.1ln 026.0ln 1014-=??-=-=i i i B i Fp E E n p T k E E 可见： eV 0041.0=-F Fn E E ，eV 5284.0=-Fp F E E 即结论是：对于n 型半导体，导带电子的准费米能级只比热平衡态的费米能级稍高一点，而价带空穴的准费米能级则比热平衡态的费米能级要低很多。 （需要注意的问题是：此题的目的在于加深大家对于n 型半导体中费米能级 和准费米能级的相对位置的感性认识，结论比计算过 程更重要；对于p 型半导体，也要求大家要学会举一 反三，对应地去理解。）
半导体物理期末试卷(含部分答案
一、填空题 1．纯净半导体Si 中掺错误！未找到引用源。族元素的杂质，当杂质电离时释放 电子 。这种杂质称 施主 杂质；相应的半导体称 N 型半导体。 2．当半导体中载流子浓度的分布不均匀时，载流子将做 扩散 运动；在半导体存在外加电压情况下，载流子将做 漂移 运动。 3．n o p o =n i 2标志着半导体处于 平衡 状态，当半导体掺入的杂质含量改变时，乘积n o p o 改变否？ 不变 ；当温度变化时，n o p o 改变否？ 改变 。 4．非平衡载流子通过 复合作用 而消失， 非平衡载流子的平均生存时间 叫做寿命τ，寿命τ与 复合中心 在 禁带 中的位置密切相关，对于强p 型和 强n 型材料，小注入时寿命τn 为 ，寿命τp 为 . 5． 迁移率 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量， 扩散系数 是反映有浓度梯度时载 q n n 0=μ ，称为 爱因斯坦 关系式。 6．半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是电离杂质散射 和 晶格振动散射 。前者在 电离施主或电离受主形成的库伦势场 下起主要作用，后者在 温度高 下起主要作用。 7．半导体中浅能级杂质的主要作用是 影响半导体中载流子浓度和导电类型 ；深能级杂质所起的主要作用 对载流子进行复合作用 。 8、有3个硅样品，其掺杂情况分别是：甲 含铝1015cm -3 乙. 含硼和磷各1017 cm -3 丙 含镓1017 cm -3 室温下，这些样品的电阻率由高到低的顺序是 乙 甲 丙 。样品的电子迁移率由高到低的顺序是甲丙乙 。费米能级由高到低的顺序是 乙> 甲> 丙 。 9．对n 型半导体，如果以E F 和E C 的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那么 T k E E F C 02>- 为非简并条件； T k E E F C 020≤-< 为弱简并条件； 0≤-F C E E 为简并条件。 10．当P-N 结施加反向偏压增大到某一数值时，反向电流密度突然开始迅速增大的现象称为 PN 结击穿 ，其种类为： 雪崩击穿 、和 齐纳击穿（或隧道击穿） 。 11．指出下图各表示的是什么类型半导体？ 12. 以长声学波为主要散射机构时，电子迁移率μn 与温度的 -3/2 次方成正比 13 半导体中载流子的扩散系数决定于其中的 载流子的浓度梯度 。 14 电子在晶体中的共有化运动指的是 电子不再完全局限在某一个原子上，而是可以从晶胞中某一点自由地运动到其他晶胞内的对应点，因而电子可以在整个晶体中运动 。 二、选择题 1根据费米分布函数，电子占据（E F +kT ）能级的几率 B 。 A ．等于空穴占据（E F +kT ）能级的几率 B ．等于空穴占据（E F －kT ）能级的几率 C ．大于电子占据E F 的几率 D ．大于空穴占据 E F 的几率 2有效陷阱中心的位置靠近 D 。 A. 导带底 B.禁带中线 C ．价带顶 D ．费米能级 3对于只含一种杂质的非简并n 型半导体，费米能级E f 随温度上升而 D 。 A. 单调上升 B. 单调下降 C ．经过一极小值趋近E i D ．经过一极大值趋近E i 7若某半导体导带中发现电子的几率为零，则该半导体必定＿D ＿。 A ．不含施主杂质 B ．不含受主杂质 C ．不含任何杂质 D ．处于绝对零度
桂林电子科技大学模电试卷1
义乌工商职业技术学院 模拟电子技术测验 试卷一 一、填空题：将正确的答案填入空格中。 （本大题分15小题，每小题2分，共30分） 1、在P 型半导体中，__________是多数载流子，__________是少数载流子。 2、下图所示电路中，设二极管导通时正向电压为0.7V ，则二极管处于__________状态，电流I D =__________。 3、 振荡器的振幅平衡条件为__________，而起振时，则要求__________。 4、 两个电流放大系数分别为β1和β2的BJT 复合，其复合管的β值约为__________。 5、 一个由NPN 型BJT 组成的共射极组态的基本交流放大电路，如果其静态工作点 偏低，则随着输入电压的增加，输出将首先出现__________失真；如果静态工作点偏高，则随着输入电压的增加，输出将首先出现__________失真。 6、 在低频段，当放大电路增益下降到中频增益的__________倍时，所对应的频率 称为下限频率。 7、 放大电路对不同频率的信号具有不同的增益而引起的输出波形失真称为 ____________________。 8、 理想运算放大器的差模输入电阻等于__________，开环增益等于__________。 9、 差动放大电路的共模抑制比定义为______________________________（用文字 或数学式子描述均可）；在电路理想对称情况下，双端输出差动放大电路的共模抑制比等于__________。 10、单相桥式整流电路，若其输入交流电压有效值为10V ，则整流后的输出电压平 均值等于__________。 11、如下图(a)所示电路的输入v i 为正弦交流电压，其输出v o 的波形如下图(b)所示， 则可知功放管__________工作不正常。 2kΩ 10V 5V 3kΩ D I D
半导体物理习题答案
第一章半导体中的电子状态例1.证明:对于能带中的电子，K状态和-K状态的电子速度大小相等,方向相反。即：v(k)= －v(－k)，并解释为什么无外场时，晶体总电流等于零。 解：K状态电子的速度为： ?????????????????????????????????????????? （1）同理，－K状态电子的速度则为： ????????????????????????????????????????（2）从一维情况容易看出：??????? ????????????????????????????????????????????????????????（3）同理有：????????????????????????????? ????????????????????????????????????????????????????????（4）???????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????（5） 将式（3）（4）（5）代入式（2）后得： ??????????????????????????????????????????（6）利用（1）式即得：v(－k)= －v(k)因为电子占据某个状态的几率只同该状态的能量有关，即：E(k)=E(－k)故电子占有k状态和-k状态的几率相同，且v(k)=－v(－k)故这两个状态上的电子电流相互抵消，晶体中总电流为零。
例2.已知一维晶体的电子能带可写成： 式中，a为晶格常数。试求： （1）能带的宽度； （2）能带底部和顶部电子的有效质量。 解：（1）由E(k)关系??????????????????? ??????????????????????????????????????????????? （1） ????????????????????????????????????（2）令???得：????? 当时，代入（2）得： 对应E(k)的极小值。 ?当时，代入（2）得： 对应E(k)的极大值。 根据上述结果，求得和即可求得能带宽度。 故：能带宽度????????? （3）能带底部和顶部电子的有效质量： 习题与思考题： 1 什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说明之。 2 试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。
半导体物理学期末复习试题及答案一
1.与绝缘体相比，半导体的价带电子激发到导带所需要的能量 （ B ）。 A. 比绝缘体的大 B.比绝缘体的小 C. 和绝缘体的相同 2.受主杂质电离后向半导体提供（ B ），施主杂质电离后向半 导体提供（ C ），本征激发向半导体提供（ A ）。 A. 电子和空穴 B.空穴 C. 电子 3.对于一定的N型半导体材料，在温度一定时，减小掺杂浓度，费 米能级会（ B ）。 A.上移 B.下移 C.不变 4.在热平衡状态时，P型半导体中的电子浓度和空穴浓度的乘积为 常数，它和（ B ）有关 A.杂质浓度和温度 B.温度和禁带宽度 C.杂质浓度和禁带宽度 D.杂质类型和温度 5.MIS结构发生多子积累时，表面的导电类型与体材料的类型 （ B ）。 A.相同 B.不同 C.无关 6.空穴是( B )。 A.带正电的质量为正的粒子 B.带正电的质量为正的准粒子 C.带正电的质量为负的准粒子 D.带负电的质量为负的准粒子 7.砷化稼的能带结构是（ A ）能隙结构。 A. 直接 B.间接 8.将Si掺杂入GaAs中，若Si取代Ga则起（ A ）杂质作
用，若Si 取代As 则起（ B ）杂质作用。 A. 施主 B. 受主 C. 陷阱 D. 复合中心 9. 在热力学温度零度时，能量比F E 小的量子态被电子占据的概率为 （ D ），当温度大于热力学温度零度时，能量比F E 小的 量子态被电子占据的概率为（ A ）。 A. 大于1/2 B. 小于1/2 C. 等于1/2 D. 等于1 E. 等于0 10. 如图所示的P 型半导体MIS 结构 的C-V 特性图中，AB 段代表 （ A ），CD 段代表（B ）。 A. 多子积累 B. 多子耗尽 C. 少子反型 D. 平带状态 11. P 型半导体发生强反型的条件（ B ）。 A. ???? ??=i A S n N q T k V ln 0 B. ??? ? ??≥i A S n N q T k V ln 20 C. ???? ??=i D S n N q T k V ln 0 D. ??? ? ??≥i D S n N q T k V ln 20 12. 金属和半导体接触分为：（ B ）。 A. 整流的肖特基接触和整流的欧姆接触 B. 整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触 C. 非整流的肖特基接触和整流的欧姆接触 D. 非整流的肖特基接触和非整流的欧姆接触 13. 一块半导体材料，光照在材料中会产生非平衡载流子，若光照
电子科技大学模拟电路简答题整理总汇 期末必备
1 画出BJT管输出特性曲线，简述各个区域的特点及偏置条件 截止区：ic几乎为0，电路不工作。发射结电压小于开启电压；集电结反偏； 放大区：ic=βib，ic几乎只与ib有关，与uCE无关，表现出ib对ic的控制作用。 发射结电压大于开启电压；集电结反偏。 饱和区：ic不仅与ib有关，还随uCE增大而明显增大，ic＜βib。 发射结和集电结正偏。 BJT输出特性曲线表现的是IB为常数时ic与管压降UCE的关系。 2为什么BJT称为双极性晶体管，而FET称为单极晶体管，他们各自是哪种控制型器件。BJT管工作时两种载流子都参与导电；FET管仅有多数载流子参与导电；BJT管是电流控制器件；FET管是电压控制器件。 3 BJT管输出电压产生截止失真（饱和失真）的原因是什么，如何减小。 产生失真的原因是静态工作点Q设置不合理或者外加信号过大。 输出电压产生截止失真的原因是Q点过低，负半周期时IB过小导致BJT管进入截止区；适当减小RB以增大IB即可； 输出电压产生饱和失真的原因是Q点过高，正半周期时IC饱和导致BJT管进入饱和区；适当增大RB以减小IB即可 Q点位置适中的时候如果外加输入信号过大，产生双向失真。通过输入端接分压电路或者适当增大直流偏置电压。 4 直流电源在放大电路的作用是什么 ①为晶体管正常工作提供偏置电压； ②为电路提供能源 5 为什么要稳定静态工作点，有哪些方法 静态工作点不但决定电路是否会产生失真，还会影响到电压放大倍数、输入电阻等动态参数。引入直流负反馈或者使用温度补偿（靠温度敏感器件直接对IB产生影响）。 6 BJT管稳定静态工作点电路引入了哪种反馈，简述稳Q过程。 见6 7 有哪些耦合方式，各有什么特点？ 直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 直接耦合：可放大直流信号、低频特性好、利于集成；静态工作点相互影响，存在零点漂移现象。 阻容耦合：各级静态工作点相互独立；只能放大交流信号、低频特性差、耦合过程有损耗，不利于集成。 变压器耦合：同阻容耦合，可实现阻抗变换。 光电耦合：实现电气隔离，抑制电干扰。
半导体物理学(第7版)第三章习题和答案
第三章习题和答案 1. 计算能量在E=E c 到2 *n 2 C L 2m 100E E 之间单位体积中的量子态数。 解： 2. 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式（3-6）。 3 22 23 3*28100E 21 23 3 *22100E 002 1 233*231000L 8100)(3 222)(22)(1Z V Z Z )(Z )(22)(23 22 C 22 C L E m h E E E m V dE E E m V dE E g V d dE E g d E E m V E g c n c C n l m h E C n l m E C n n c n c ）（） （单位体积内的量子态数） （) (21)(,)"(2)()(,)(,)()(2~.2'2 1 3'' ''''2'21'21'21' 2 2222 22C a a l t t z y x a c c z l a z y t a y x t a x z t y x C C e E E m h k V m m m m k g k k k k k m h E k E k m m k k m m k k m m k ml k m k k h E k E K IC E G si ? 系中的态密度在等能面仍为球形等能面 系中在则：令） （关系为 ）（半导体的、证明： 3 1 23 2212 32' 2123 2 31'2 '''')()2(4)()(111100)()(24)(4)()(~l t n c n c l t t z m m s m V E E h m E sg E g si V E E h m m m dE dz E g dk k k g Vk k g d k dE E E ?? ? ? ）方向有四个， 锗在（旋转椭球，个方向，有六个对称的导带底在对于即状态数。 空间所包含的空间的状态数等于在
电科大-模拟电子技术试题3及答案
电子科技大学网络教育 一、 选择题 （每小题2，共10分 ） 1． BJT 依靠（ ）控制漏极电流íc 的器件。 A 电 压 B 电 流 C 电 阻 D 电 场 2.电流求和负反馈使输人电阻（ ）。 A 增加 B 不变 C 减少 D 不清楚 3. NPN 管放大偏值电路中，若V C 增加，则 I B （ ）。 A 略有增加 B 略有减小 C 几乎不变 D 不定 4. 集成运放采用有源负载的目的是（ ）。 A 提高电压增益 B 减少温度漂移 C 稳定工作点 D 提高电流强度 5.若发现电路出现饱和失真，则为消除失真，可将( ) 。 A.R c 增大 B.R c 减小 C.V C C 减小 D V C C 增大 二、判断题（每题2分，共20分） 1、反向电流是由少数载流子形成，其大小与温度有关，而与外加电压无关。（ ） 2、三极管是电压控制元件，场效应管是电流控制元件。（ ） 3、晶体三极管具有放大作用时，发射结反偏，集电结正偏。（ ） 4、三极管放大电路共有三种组态共射极、共集电极、共基集放大电路。（ ） 5、为了稳定三极管放大电路和静态工作点，采用直流负反馈，为了减小输出电阻采用电压负反馈。（ ） 6、差分放大器的基本特点是放大差模信号、抑制共模信号 。（ ） 7、共模信号是大小相等，极性不同的两个信号。（ ） 8、只有电路既放大电流又放大电压，才称其有放大作用。（ ） 9、用低频信号去改变高频信号的频率称为调频，低频信号称为调制信号，高频信号称高频载波。（ ） 10、晶体管电流放大系数是频率的函数，随着频率的升高而升高。共基极电路比共射极电路高频特性好。（ ） 三、填空题 （每空2分，共20分） 1．差动放大器两个输入端的增益电压分别是1mV 和-1mV ，则输入的共模电压是 mV 。 2.反馈方程式AB A A f +=1中，A 、 B 符号 时为负反馈，A ，B 符号 时，为正反馈 。 3．在画放大电路的直流通路时，应该将电路中的电容 。 4. 运算放大器的输入级是 。 5．一个两级阻容耦合放大电路的前级和后级的静态工作点均偏低，当前级输入信号幅度足够大时，后级输出电压波形将 。
半导体物理学第7版习题及答案
第五章习题 1. 在一个n 型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm -3, 空穴的寿命为100us 。计算空穴的复合率。 2. 用强光照射n 型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩载流子，产生率为,空穴寿命为。 （1）写出光照下过剩载流子所满足的方程； （2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。 3. 有一块n 型硅样品，寿命是1us ，无光照时电阻率是10cm 。今用光照射该样品，光被半导体均 匀的吸收，电子-空穴对的产生率是1022cm -3s-1 ,试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子 的贡献占多大比例？ 4. 一块半导体材料的寿命=10us ，光照在材料中会产生非平衡载流子，试求光照突然停止20us 后， s cm p U s cm p U p 31710 10010 313/10U 100,/10613 ==?= ====?-??-τ τμτ得：解：根据？求：已知：τ τ τ ττ g p g p dt p d g Ae t p g p dt p d L L t L =?∴=+?-∴=?+=?+?-=?∴-. 00 )2()(达到稳定状态时，方程的通解：梯度，无飘移。 解：均匀吸收，无浓度cm s pq nq q p q n pq np cm q p q n cm g n p g p p n p n p n p n L /06.396.21.0500106.1101350106.11010.0:101 :1010100 .19 16191600'000316622=+=???+???+=?+?++=+=Ω=+==?==?=?=+?-----μμμμμμσμμρττ光照后光照前光照达到稳定态后% 2606.38.006.3500106.1109. ,.. 32.0119 161 0' '==???=?∴?>?Ω==-σσ ρp u p p p p cm 的贡献主要是所以少子对电导的贡献献 少数载流子对电导的贡
2009半导体物理试卷-B卷答案
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 学期期 末 考试 半导体物理 课程考试题 B 卷 （ 120分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 2010年 元月 18日 课程成绩构成：平时 10 分， 期中 5 分， 实验 15 分， 期末 70 分 一、填空题: （共16分，每空1 分） 1. 简并半导体一般是 重 掺杂半导体，忽略。 2. 处在饱和电离区的N 型Si 半导体在温度升高后，电子迁移率会 下降/减小 ，电阻 3. 4. 随温度的增加，P 型半导体的霍尔系数的符号 由正变为负 。 5. 在半导体中同时掺入施主杂质和受主杂质，它们具有 杂质补偿 的作用，在制 造各种半导体器件时，往往利用这种作用改变半导体的导电性能。 6. ZnO 是一种宽禁带半导体，真空制备过程中通常会导致材料缺氧形成氧空位，存在 氧空位的ZnO 半导体为 N/电子 型半导体。 7. 相对Si 而言，InSb 是制作霍尔器件的较好材料，是因为其电子迁移率较 高/ 8. 掺金工艺通常用于制造高频器件。金掺入半导体Si 中是一种 深能级 9. 有效质量 概括了晶体内部势场对载流子的作用，可通过回旋共振实验来测量。 10. 某N 型Si 半导体的功函数W S 是4.3eV ，金属Al 的功函数W m 是4.2 eV ， 该半导
………密………封………线………以………内………答………题………无………效…… 体和金属接触时的界面将会形成 反阻挡层接触/欧姆接触 。 11. 有效复合中心的能级位置靠近 禁带中心能级/本征费米能级/E i 。 12. MIS 结构中半导体表面处于临界强反型时，表面少子浓度等于内部多子浓度，表面 13. 金属和n 型半导体接触形成肖特基势垒，若外加正向偏压于金属，则半导体表面电 二、选择题（共15分，每题1 分） 1. 如果对半导体进行重掺杂，会出现的现象是 D 。 A. 禁带变宽 B. 少子迁移率增大 C. 多子浓度减小 D. 简并化 2. 已知室温下Si 的本征载流子浓度为310105.1-?=cm n i 。处于稳态的某掺杂Si 半导体 中电子浓度315105.1-?=cm n ，空穴浓度为312105.1-?=cm p ，则该半导体 A 。 A. 存在小注入的非平衡载流子 B. 存在大注入的非平衡载流子 C. 处于热平衡态 D. 是简并半导体 3. 下面说法错误的是 D 。 A. 若半导体导带中发现电子的几率为0，则该半导体必定处于绝对零度 B. 计算简并半导体载流子浓度时不能用波尔兹曼统计代替费米统计 C. 处于低温弱电离区的半导体，其迁移率和电导率都随温度升高而增大 D. 半导体中，导带电子都处于导带底E c 能级位置 4. 下面说法正确的是 D 。 A. 空穴是一种真实存在的微观粒子 B. MIS 结构电容可等效为绝缘层电容与半导体表面电容的的并联 C. 稳态和热平衡态的物理含义是一样的
电子科技大学半导体物理期末考试试卷B试题答案
电子科技大学二零 九 至二零 一零 学年第 一 学期期 末 考试 半导体物理 课程考试题 B 卷 （ 120分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 2010年 元月 18日 课程成绩构成：平时 10 分， 期中 5 分， 实验 15 分， 期末 70 分 一、填空题: （共16分，每空1 分） 1. 简并半导体一般是 重 掺杂半导体，忽略。 3. 5. 在半导体中同时掺入施主杂质和受主杂质，它们具有 杂质补偿 的作用，在制 造各种半导体器件时，往往利用这种作用改变半导体的导电性能。 6. ZnO 是一种宽禁带半导体，真空制备过程中通常会导致材料缺氧形成氧空位，存在 氧空位的ZnO 半导体为 N/电子 型半导体。 9. 有效质量 概括了晶体内部势场对载流子的作用，可通过回旋共振实验来测量。 10. 某N 型Si 半导体的功函数W S 是4.3eV ，金属Al 的功函数W m 是4.2 eV ， 该半导体
和金属接触时的界面将会形成 反阻挡层接触/欧姆接触 。 11. 有效复合中心的能级位置靠近 禁带中心能级/本征费米能级/E i 。 12. MIS 结构中半导体表面处于临界强反型时，表面少子浓度等于内部多子浓度，表面 13. 金属和n 型半导体接触形成肖特基势垒，若外加正向偏压于金属，则半导体表面电 二、选择题（共15分，每题1 分） 1. 如果对半导体进行重掺杂，会出现的现象是 D 。 A. 禁带变宽 B. 少子迁移率增大 C. 多子浓度减小 D. 简并化 2. 已知室温下Si 的本征载流子浓度为310105.1-?=cm n i 。处于稳态的某掺杂Si 半导体 中电子浓度315105.1-?=cm n ，空穴浓度为312105.1-?=cm p ，则该半导体 A 。 A. 存在小注入的非平衡载流子 B. 存在大注入的非平衡载流子 C. 处于热平衡态 D. 是简并半导体 3. 下面说法错误的是 D 。 A. 若半导体导带中发现电子的几率为0，则该半导体必定处于绝对零度 B. 计算简并半导体载流子浓度时不能用波尔兹曼统计代替费米统计 C. 处于低温弱电离区的半导体，其迁移率和电导率都随温度升高而增大 D. 半导体中，导带电子都处于导带底E c 能级位置 4. 下面说法正确的是 D 。 A. 空穴是一种真实存在的微观粒子 B. MIS 结构电容可等效为绝缘层电容与半导体表面电容的的并联 C. 稳态和热平衡态的物理含义是一样的 D. 同一种半导体材料中，电子迁移率比空穴迁移率高 5. 空间实验室中失重状态下生长的GaAs 与地面生长的GaAs 相比，载流子迁移率要
半导体物理学第7版第三章习题和答案
第三章习题与答案 1、 计算能量在E=E c 到2 *n 2 C L 2m 100E E π+= 之间单位体积中的量子态数。 解: 2、 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式(3-6)。 3 22 233*28100E 21 23 3 *22100E 002 1 233*231000L 8100)(3 222)(22)(1Z V Z Z )(Z )(22)(23 22 C 22 C L E m h E E E m V dE E E m V dE E g V d dE E g d E E m V E g c n c C n l m h E C n l m E C n n c n c πππππ= +-=-== ==-=*+ + ? ?** ）（） （单位体积内的量子态数） （) (21)(,)"(2)()(,)(,)()(2~.2'2 1 3'' ''''2'21'21'21' 2 2222 22C a a l t t z y x a c c z l a z y t a y x t a x z t y x C C e E E m h k V m m m m k g k k k k k m h E k E k m m k k m m k k m m k ml k m k k h E k E K IC E G si -=??? ? ??+?=+++====+++=* ****系中的态密度在等能面仍为球形等能面 系中在则：令） （关系为 ）（半导体的、证明：[] 3 1 23 221232' 2123 2 31'2 '''')()2(4)()(111100)()(24)(4)()(~l t n c n c l t t z m m s m V E E h m E sg E g si V E E h m m m dE dz E g dk k k g Vk k g d k dE E E =-==∴-??? ?????+??==∴?=??=+** πππ）方向有四个， 锗在（旋转椭球，个方向，有六个对称的导带底在对于即状态数。 空间所包含的空间的状态数等于在
电子科技大学半导体物理期末考试试卷试题答案
电子科技大学二零零六至二零零七学年第一学期期末考试 半导体物理课程考试题卷(1２0分钟) 考试形式：闭卷考试日期2007年1 月14日 注:1、本试卷满分70分,平时成绩满分１5分,实验成绩满分1５分; 2.、本课程总成绩＝试卷分数+平时成绩+实验成绩。 课程成绩构成:平时分，期中分, 实验分, 期末分 一、选择填空(含多选题)(2×20＝4０分） 1、锗的晶格结构和能带结构分别是（ C ）。 A. 金刚石型和直接禁带型Ｂ．闪锌矿型和直接禁带型 Ｃ. 金刚石型和间接禁带型D．闪锌矿型和间接禁带型 2、简并半导体是指( A ）的半导体。 Ａ、（E C-EＦ)或(EＦ-E V)≤0 B、(E C-E F)或（ＥＦ－E V)≥0 C、能使用玻耳兹曼近似计算载流子浓度 D、导带底和价带顶能容纳多个状态相同的电子 3、在某半导体掺入硼的浓度为１014cm-３, 磷为１015 cm-3,则该半导体为( B）半导体;其有效杂质浓度约为( Ｅ）。 A.本征， B. ｎ型，Ｃ．ｐ型, D.１.１×１0１5cm-3, E．９×10１4cm-3 4、当半导体材料处于热平衡时,其电子浓度与空穴浓度的乘积为( B ）,并且该乘积和（Ｅ、 F )有关,而与（C、D )无关。 A、变化量； B、常数; Ｃ、杂质浓度；D、杂质类型；Ｅ、禁带宽度; Ｆ、温度 ５、在一定温度下,对一非简并n型半导体材料，减少掺杂浓度,会使得( C ）靠近中间能级E i；如果增加掺杂浓度，有可能使得（C ）进入( A),实现重掺杂成为简并半导体。Ａ、E c; B、Eｖ；C、E F；D、E g; E、Eｉ。 67、如果温度升高，半导体中的电离杂质散射概率和晶格振动散射概率的变化分别是（C）。Ａ、变大,变大B、变小，变小
电子科技大学随机信号分析期末考试题
电子科技大学20 -20 学年第 学期期 考试 卷 课程名称：_________ 考试形式： 考试日期： 20 年 月 日 考试时长：____分钟 课程成绩构成：平时 10 %， 期中 10 %， 实验 %， 期末 80 % 本试卷试题由___2__部分构成，共_____页。 一、填空题（共20分，共 10题，每题2 分） 1. 设随机过程0()cos(),X t A t t ω=+Φ-∞<<∞，其中0ω为常数，A Φ和是相互独立的随机变量， []01A ∈，且均匀分布，Φ在[]02π，上均匀分布，则()X t 的数学期望为： 0 2. 已知平稳随机信号()X t 的自相关函数为2()2X R e ττ-=，请写出()X t 和(2)X t +的协方差12-e 3. 若随机过程()X t 的相关时间为1τ，()Y t 的相关时间为2τ，12ττ>，则()X t 比()Y t 的相关 性要__大___,()X t 的起伏特性比()Y t 的要__小___。 4. 高斯随机过程的严平稳与___宽平稳_____等价。 5. 窄带高斯过程的包络服从___瑞利___分布，相位服从___均匀___分布，且在同一时刻其包络和相 位是___互相独立___的随机变量。 6. 实平稳随机过程的自相关函数是___偶____（奇、偶、非奇非偶）函数。 7. 设)(t Y 是一均值为零的窄带平稳随机过程，其单边功率谱密度为)(ωY F ，且0()Y F ωω-为一偶函 数，则低频过程)()(t A t A s c 和是___正交___。
二、计算题（共80分） 1. (16分)两随机变量X 和Y 的联合概率密度函数为(,)=XY f x y axy ，a 是常数，其中0,1x y ≤≤。求： 1) a ; 2) X 特征函数； 3) 试讨论随机变量X 和Y 是否统计独立。 解：因为联合概率密度函数需要满足归一性，即 （2分） 11 00 1 1 1(,)124 XY f x y dxdy Axydxdy A xdx ydy A ∞∞ -∞-∞= ===?? ????（分） 所以4A = （1分） X 的边缘概率密度函数： 1 ()4201X f x xydy x x ==≤≤? （2分） 所以特征函数 1 1 02 ()2()2122 12j X X j x X j x j x j x j j E e f x e dx xe dx e xe j j e j e ωωωωωωω φωωωωω∞ -∞??=?? ==?? =-??????= --??? ?（分） （分）（分） 容易得1 ()4201Y f y xydx y y ==≤≤? 则有 (,)()()XY X Y f x y f x f y = （2分） 因此X 和Y 是统计独立。 （2分） 2. (12分)设随机过程()0xt X t e t -=<<∞，其中x 在(]0,2π均匀分布，求： 1) 求均值()X m t 和自相关函数(,)X R t t τ+；