《半导体物理》期末复习题目

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半导体物理试题及答案

半导体物理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间，这是由于（）。

A. 半导体的原子结构B. 半导体的电子结构C. 半导体的能带结构D. 半导体的晶格结构答案：C2. 在半导体中，电子从价带跃迁到导带需要（）。

A. 吸收能量B. 释放能量C. 吸收光子D. 释放光子答案：A3. PN结形成的基础是（）。

A. 杂质掺杂B. 温度变化C. 压力变化D. 磁场变化答案：A4. 半导体器件中的载流子主要是指（）。

A. 电子B. 空穴C. 电子和空穴D. 光子答案：C5. 半导体的掺杂浓度越高，其导电性能（）。

A. 越好B. 越差C. 不变D. 先变好再变差答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 半导体的导电性能可以通过改变其________来调节。

答案：掺杂浓度2. 半导体的能带结构中，价带和导带之间的能量差称为________。

答案：带隙3. 在半导体中，电子和空穴的复合现象称为________。

答案：复合4. 半导体器件中的二极管具有单向导电性，其导通方向是从________到________。

答案：阳极阴极5. 半导体的PN结在外加正向电压时，其内部电场会________。

答案：减弱三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述半导体的掺杂原理。

答案：半导体的掺杂原理是指通过向半导体材料中掺入少量的杂质元素，改变其电子结构，从而调节其导电性能。

掺入的杂质元素可以是施主杂质（如磷、砷等），它们会向半导体中引入额外的电子，形成N型半导体；也可以是受主杂质（如硼、铝等），它们会在半导体中形成空穴，形成P型半导体。

2. 描述PN结的工作原理。

答案：PN结是由P型半导体和N型半导体结合而成的结构。

在PN结中，P型半导体的空穴会向N型半导体扩散，而N型半导体的电子会向P型半导体扩散。

由于扩散作用，会在PN结的交界面形成一个内建电场，该电场会阻止更多的载流子通过PN结。

半导体物理期末试卷(含部分答案

半导体物理期末试卷(含部分答案半导体物理,考试,复习,试卷一、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．nopo=ni2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nopo改变否？不变；当温度变化时，nopo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n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EF和EC的相对位置作为衡量简并化与非简并化的标准，那么EC EF 2k0T为非简并条件；0 EC EF 2k0T为弱简并条件；EC EF 010．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。

半导体物理期末试卷四参考答案

半导体物理试卷四参考答案及评分标准一、选择题（每小题1分，共15分）二、填空题（每空1分，共10分）1. p A ；N A − p A2. 1/e3. N i T −32⁄4. 1qN D μn ⁄5. r n n (N t −n t )；r p pn t6. qN D ；−qN A7. d 2V (x )d 2x =−qN D εr ε0⁄⁄三、简答题（每小题6分，共30分）1. 从实际硅晶体角度和能带角度说明，什么叫本征激发？产生本征激发所需的能量必须符合什么条件？参考答案：从实际硅晶体角度来说，本征激发就是共价键上的电子被激发成为自由电子的过程。

（2分）从能带角度来说，本征激发就是价带电子被激发成为导带电子的过程。

（2分）产生本征激发所需的能量必须大于等于带隙宽度。

（2分）2. 以n 型半导体为例，与非简并半导体相比较，简述简并半导体及其特征，包括杂质浓度、费米能级位置、导带中电子服从的统计分布、杂质电离情况、杂质电离能和禁带宽度变化。

参考答案：简并半导体杂质浓度更大。

费米能级与导带底重合甚至进入导带。

导带中电子服从费米分布。

室温情况下杂质不能充分电离。

杂质电离能和禁带宽度都减小。

会出现杂质带导电。

（每要点1分）3. 简述最有效复合中心的特点及其对非平衡载流子寿命的影响。

若有杂质元素硼、铝、磷、砷、金、铜可供选择，在制造硅光电开关器件时，需选择哪些元素进行掺杂，并简要说明原因。

参考答案：最有效复合中心对电子和空穴的俘获系数相等（1分）。

能级位置接近禁带中线（1分）。

最有效复合中心的存在将缩短非平衡载流子寿命（1分）。

在制造硅光电开关器件时，通常选取金、铜进行掺杂，因为它们在硅的禁带中引入深能级，而其它杂质如硼、铝、磷、砷在禁带中产生浅能级（3分）。

4. 简述平衡p -n 结有哪些特征？参考答案：平衡p-n 结特征：流过p-n 结的净电流为零(1分)；这时空间电荷的数量一定(1分)；空间电荷区的厚度一定(1分)；内建电场大小一定(1分)；势垒高度一定(1分)；有统一的费米能级(1分)。

复习题半导体物理学

复习题：半导体物理学引言：半导体物理学是研究半导体材料的电学和光学性质的科学学科。

半导体材料由于其特殊的能带结构，介于导体和绝缘体之间。

在半导体物理学中，我们研究电子行为、能带理论、掺杂效应和半导体器件等方面的内容。

本文将通过一系列复习题来回顾半导体物理学的相关知识。

一、电子行为：1. 什么是载流子？在半导体中有哪两种类型的载流子？在半导体中，带有电荷的粒子称为载流子。

一种是带负电荷的电子，另一种是带正电荷的空穴。

2. 什么是能带？能带理论是用来描述什么的？能带是指具有一定能量范围的电子能级分布。

能带理论用于描述电子在半导体中的分布和运动行为。

3. 什么是禁带宽度？它对半导体的导电性质有什么影响？禁带宽度是指能带中能量差最小的范围，该范围内的能级没有允许态。

禁带宽度决定了半导体的导电性能。

能带中存在禁带宽度时，半导体表现出绝缘体的性质；当禁带宽度足够小的时候，允许电子状态穿越禁带，半导体表现出导体的性质。

二、掺杂效应：1. 什么是掺杂？常见的掺杂元素有哪些？掺杂是指向纯净的半导体中引入少量杂质元素，以改变半导体的导电性质。

常见的掺杂元素有磷、锑、硼等。

2. 控制掺杂浓度的方法有哪些？掺杂浓度可以通过掺杂杂质元素的量来控制。

掺杂浓度越高，半导体的导电性越强。

3. P型和N型半导体有什么区别？P型半导体是指通过掺杂三价元素使半导体中存在过剩的空穴，空穴是主要的载流子。

N型半导体是指通过掺杂五价元素使半导体中存在过剩的电子，电子是主要的载流子。

三、半导体器件：1. 什么是PN结？它的主要作用是什么？PN结是由P型半导体和N型半导体组成的结构。

PN结的主要作用是将半导体材料的导电性质从P型区域传导到N型区域，形成电子流和空穴流。

2. 什么是二极管？它的特点是什么？二极管是PN结的一种常见应用。

它具有单向导电性，允许电流从P区域流向N区域，而阻止电流从N区域流向P区域。

3. 什么是晶体管？它的工作原理是怎样的？晶体管是由三个掺杂不同类型的半导体构成的器件。

半导体物理学复习题

半导体物理学复习题一：基本概念1.离子晶体，共价晶体离子晶体：正负离子交替排列在晶格格点上，靠离子键结合成。

共价晶体：由共价键结合而成的晶体叫共价晶体。

补充：晶体的分类（按原子结合力的性质分）离子晶体：正负离子交替排列在晶格格点上，靠离子键结合成。

原子晶体：晶格格点上交替排列的是原子，依靠共价键结合而成。

分子晶体：占据晶格中格点位置的是分子，依靠范德瓦耳斯力结合而成。

金属晶体：晶格格点上排列着失去价电子的离子实，依靠金属键结合而成。

2.布喇菲点阵（七大晶系，14种点阵）布喇菲点阵（格子）：实际晶体中，在基元上取一个等同点，这些点在空间中的分布反映了基元在空间的排列结构，这些等同点在空间规则分布称为布喇菲点阵。

（晶体中空间等同点的集合）补充：立方晶系：简立方(cP)、体心立方(cI)和面心立方(cF六方晶系：简六方(hP)四方晶系：简四方(tP)和体心四方(tI)三方晶系：有简六方(hP)和R心六方(hR)正交晶系：简正交(oP)、C心正交(oC)、体心正交(oI)和面心正交(oF)单斜晶系：有简单斜(mP)和C心单斜(mC三斜晶系：简三斜(aP3.原胞，晶胞原胞：构成布拉菲点阵的最小平行六面体，格点只能在顶点。

晶胞：反映布拉菲点阵对称性的前提下，构成布拉菲点阵的平行六面体。

除顶点上外，内部和表面也可以包含格点。

4.施（受）主杂质，施（受）主电离能施主杂质：杂质在硅、锗等半导体中电离时，能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心。

施主电离能：多余的一个价电子脱离施主杂质而成为自由电子所需要的能量。

受主杂质：杂质在硅，锗等半导体中能接受电子而产生导电空穴，并形成负电中心。

受主电离能：使空穴挣脱受主杂质成为导电空穴所需要的能量。

5.量子态密度，状态密度，有效状态密度量子态密度：k空间单位体积内具有的量子态数目。

状态密度：能量E附近单位能量间隔内的量子态数。

有效状态密度：6.深（浅）杂质能级深杂质能级：若杂质提供的施主能级距离导带底较远；或提供的受主能能级距离价带顶较远，这种能级称为深能级，对应的杂质称为深能级杂质。

半导体物理复习题及考试模拟题 (一)

半导体物理复习题及考试模拟题 (一)半导体物理是微电子与信息科学技术中的重要一门学科。

在学习半导体物理时，需要掌握各种基本的概念和理论。

为便于大家复习和巩固知识，以下提供一部分半导体物理复习题和考试模拟题，希望对大家的学习有所帮助。

一、选择题1. 半导体的主要能级是？A.价带B.导带C.内壳层D.价带和导带2. 为什么掺杂后的半导体能够导电？A. 能带结构发生变化B. 半导体的导电能力增强C. 绝缘体被击穿D. 价带和导带之间的能隙缩小3. 在掺杂半导体中，会出现pn结。

pn结的正电荷主要位于哪里？A. 在p区中B. 在n区中C. 在pn结内部D. 在pn结两侧4. 变压器中可以使用铁心框绕的铜线，主要是为了A. 将绕线插入变压器内部B. 减小线圈的电感C. 保证线圈的强度D. 使线圈之间隔离5. 在弱电流下，二极管的电流I正好与电压V成比例，满足关系式 I = kV，那么k的单位是？A. 安B. 安/伏C. 伏D. 没有单位二、填空题1. 常温下，半导体材料内很少有自由的________。

2. n型半导体的导电来源是________离子。

3. 在一个n-p结中，____________维持着pn结的高反向阻抗。

4. 在单级增益放大器中，as = _________ /_________。

5. 一个二极管的节点电流与节点电压之比等于该二极管的_________。

三、简答题1. 半导体中掺杂的目的是什么？掺杂的基本原理是什么？2. pn结的工作原理是什么？在pn结被正向偏置时，有哪些基本特征？3. 对于交流信号来说，放大器的主要作用是什么？单级和多级放大器的特点和应用场景有哪些？4. 半导体器件的基本参数有哪些？对于同种器件，不同运用条件下最重要的参数是什么？四、计算题1. 一块n型掺杂浓度为1×10^16/cm^3的硅片与一块p型掺杂浓度为3×10^17/cm^3的硅片形成一个12V的pn结。

半导体物理复习试题及答案复习资料

半导体物理复习试题及答案复习资料一、选择题1、下面关于晶体结构的描述，错误的是（）A 晶体具有周期性的原子排列B 晶体中原子的排列具有长程有序性C 非晶体的原子排列没有周期性D 所有晶体都是各向同性的答案：D解释：晶体具有各向异性，而非各向同性。

2、半导体中的施主杂质能级（）A 位于导带底附近B 位于价带顶附近C 位于禁带中央D 靠近价带顶答案：A解释：施主杂质能级靠近导带底，容易向导带提供电子。

3、本征半导体的载流子浓度随温度升高而（）A 不变B 减小C 增大D 先增大后减小答案：C解释：温度升高，本征激发增强，载流子浓度增大。

4、下面关于 PN 结的描述，正确的是（）A PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区B 正向偏置时，PN 结电流很大C 反向偏置时，PN 结电流很小且趋于饱和D 以上都对答案：D解释：PN 结空间电荷区中的内建电场方向由 N 区指向 P 区，正向偏置时多数载流子扩散电流大，反向偏置时少数载流子漂移电流小且趋于饱和。

5、金属和半导体接触时，如果形成阻挡层，那么半导体表面是（）A 积累层C 反型层D 以上都可能答案：B解释：形成阻挡层时，半导体表面通常是耗尽层。

二、填空题1、常见的半导体材料有_____、＿____和_____等。

答案：硅、锗、砷化镓2、半导体中的载流子包括_____和_____。

答案：电子、空穴3、施主杂质的电离能_____受主杂质的电离能。

（填“大于”或“小于”）答案：小于4、当半导体处于热平衡状态时，其费米能级_____。

（填“恒定不变”或“随温度变化”）答案：恒定不变5、异质结分为_____异质结和_____异质结。

答案：突变异质结、缓变异质结1、简述半导体中施主杂质和受主杂质的作用。

答：施主杂质在半导体中能够提供电子，使其成为主要的导电载流子，增加半导体的电导率。

受主杂质能够接受电子，产生空穴，使空穴成为主要的导电载流子，同样能提高半导体的电导率。

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《半导体物体复习资料》
1、本征半导体是指（A ）的半导体。

A. 不含杂质和晶格缺陷
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、公式中的是半导体载流子的（ 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
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
14、简并半导体是指（ A ）的半导体。

A、(EC-EF)或(EF-EV)≤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
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
3、在某半导体掺入硼的浓度为1014cm-3, 磷为1015cm-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、E v；
C、E F；
D、E g；
E、E i。

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
C、变小，变大
D、变大，变小
9、一块半导体寿命τ=15µs，光照在材料中会产生非平衡载流子，光照
突然停止30µs后，其中非平衡载流子将衰减到原来的（ C ）。

A、1/4
B、1/e
C、1/e2
D、1/2
10、半导体中载流子的扩散系数决定于该材料中的（ A ）。

A、散射机构； B 、复合机构；
C、杂质浓度梯度； C、表面复合速度。

11、下图是金属和n型半导体接触能带图，图中半导体靠近金属的表面
形成了（D ）。

A、n型阻挡层
B、p型阻挡层
C、p型反阻挡层
D、n型反阻挡层
12、欧姆接触是指（ D ）的金属－半导体接触。

A、W ms=0
B、W m s＜0
C、W m s＞0
D、阻值较小并且有对称而线性的伏－安特性
13、MOS器件中SiO2层中的固定表面电荷主要是（ B ），它能引起半导体表面层中的能带（ C ）弯曲,要恢复平带，必须在金属与半导体间加（ F ）。

A．钠离子； B硅离子.；C.向下；D.向上；E. 正电压；F. 负电压
1. 受主是能增加（B）浓度的杂质原子，施主是能增加（A）浓度
的杂质原子，
A、电子
B、空穴
2. 如果杂质在化合物半导体中既能作施主又能作受主的作用，则这
种杂质称为（ B ）。

A、受主
B、两性杂质
C、施主
3. 对于掺杂浓度为N D的非简并半导体，0 K下，其电子浓度=（ D
）；在低温下，其电子浓度=（ B ）；在高温本征温度下，其
电子浓度=（ C ）；
A、N D
B、n D+
C、n i
D、0
4. 对于宽带隙的半导体，激发电子从价带进入导带需要更（ A ）
的能量，本征温度区的起始温度更（高）。

5. 电子是（A），其有效质量为（D）；空穴是（B），其有效质
量为（C）。

A、粒子
B、准粒子
C、负
D、正
E、 0
7. p型半导体中的非平衡载流子特指（ C ），其空穴的准费米能级（
I ）电子的准费米能级。

A、n0
B、p0
C、Δn
D、Δp
E、n
F、p
G、高于 H、等于 I、小于
8. 在室温下，低掺杂Si的载流子散射机制主要是（ B D ）。

A、压电散射
B、电离杂质散射 C. 载流子-载流子散射D.晶格振动散射
9.
适用于（ B ）半导体。

A、简并
B、非简并
10. Ge和Si是（ B ）能隙半导体，（ D）是主要的复合过程。

而GaAs 是（ A）
能隙半导体，（ C ）是主要的复合过程。

A、直接
B、间接
C、直接复合
D、间接复合
11. 在外加电场作用下，载流子的（C）运动是定向的。

在无外加电场时，载流子的（ B）运动是随机的。

A、扩散
B、热
C、漂移
12. p型半导体构成的MIS结构，若W m >W s，假定绝缘层中无电荷时，其
平带电压 ( A )。

A、VFB>0
B、V FB<0
C、V FB=0
14. 金属与n型半导体形成阻挡层，其功函数需满足（ A ），该结构
正向电流的方向是（ D ）。

A、W m>W s
B、W m<W s
C、W m=W s
D、从金属到半导体
E、从半导体到金属。