2005年华南理工大学半导体物理试题
半导体物理问答题(精品).docx
第一篇习题半导体中的电子状态1-1、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。
1-2、试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。
1-3、试指出空穴的主要特征。
1-4、简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征。
1-5、某一维晶体的电子能带为E（k） = E Q[1—O.lcos（如）—0.3sin（*a）]其中E0=3eV,晶格常数a=5xl0-11mo求：Cl）能带宽度；C2）能带底和能带顶的有效质量。
第一篇题解半导体中的电子状态1-1、解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（3Eg）被激发到导带成为导电电子的过程就是本征激发。
其结果是在半导体中出现成对的电子-空穴对。
如果温度升高，则禁带宽度变窄，跃迁所需的能量变小，将会有更多的电子被激发到导带中。
1-2、解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带，即允带和禁带。
温度升高，则电子的共有化运动加剧，导致允带进一步分裂、变宽；允带变宽，则导致允带与允带之间的禁带相对变窄。
反之，温度降低，将导致禁带变宽。
因此，Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数。
1-3、解：空穴是未被电子占据的空量子态，被用来描述半满带中的大量电子的集体运动状态，是准粒子。
主要特征如下：A、荷正电：+q；B、空穴浓度表示为p （电子浓度表示为n）；C、Ep=-E nD、mp*=-m n*o1-4、解：（1） Ge、Si:a）Eg （Si： 0K）= 1.21eV； Eg （Ge： OK） = 1.170eV；b）间接能隙结构C）禁带宽度Eg随温度增加而减小；(2) GaAs ：a) E g (300K) = 1.428eV, Eg (OK) = 1.522eV ；b) 直接能隙结构；c) Eg 负温度系数特性：dE g /dT = -3.95XlO-4eV/K ； 1-5、解：(1) 由题意得:dE ——=O.lofijsiii (如)-3cos (知)] dk= 0.1a 2E 0[cos(^a) + 3sin(A;a)]dF i令—=0,得tg (ka)=— dk 3k x a = 18.4349°,灼。
华南理工大学 电路原理2005 考研真题
3 2
1 2
B、 3 D、1
图 15
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8、图 16 所示电路中，R =50 Ω，ωL = 5Ω， 1/ωC = 45Ω，电源电压 u 200 100sin 3t V， 则电流表的读数为( ) A。 A、 2 C、8 B 、0 D、4
+
A
u
C 图 16
R L
三、计算题：(本题共 70 分)
+
u2
-
is
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3、图 11 所示电路在换路前已达稳定状态。若 开关 S 在 t = 0 时刻接通，则在接通瞬间流过 它的电流 i (0+) = ( ) A。 A、－2 B、2 C、4 D、0
10Ω 60V
5Ω
S
1F
i (t)
1H
图 11
1F
4、图 12 所示电路中，L=1H， C=1F，其输入阻抗 Z(S) = ( )。 A、
= 1∠0°V，其角频率 ω= 1 rad/s，问互感系数 M 5、如图 21 所示电路中，电压源 U S
为何值？(12 分) 为何值时，整个电路处于谐振状态？谐振时 I 2
1H + 图 21 6、图 22 所示电路中，已知输入电压 u(t ) 50cos(t 30) 40cos(3t 60) V， L=0.3H，ω= 314 rad/s。现已知 uR (t ) 50cos(t 30) V，求 C1，C2 的值为多少？ (11 分)
4Ω + 2Ω 6V I1 3Ω 1Ω
1 IHale Waihona Puke 3+ 12V -
图 18 3、把正、负脉冲电压加在如图 19 所示的 RC 串联电路上，已知 uC(0-) = 0，脉冲宽度 T = RC。设正脉冲的幅值为 10V，求负脉冲的幅值应为多大才能使电容电压 uC 在负 脉冲结束时( t = 2T )回到零状态？(12 分)
2005年华南理工大学物理化学考研试题及参考答案
8、 一般药物的有效期可通过升温时测定一定时间的分解率来确定， 例如某药物分解 30% 即无效。今在 50℃、60℃测得该药物每小时分解 0.07%、0.16%。已知浓度改变不影响每小 时该药物分解的百分数。 (1) 求此药物分解反应的活化能 Ea。 (2) 此药物在 25℃保存，试问有效期有多长？ (12 分)
单分子层吸附
；
表面均匀
； 被吸
吸附与脱附同时达到平衡 。(8 分)
5 、 氧气 和 乙 炔 气 溶 于 水 中 的 亨 利 系 数 分 别 是 7.93 107 Pakgmol 1 和 2.43106 Pakgmol 1,由亨利定律系数可知，在相同条件下， 乙炔 在水中的溶解度大于 水中的溶解度。 (4 分) 氧气 在
pr=0.9929p=0.9929×101.325kPa=100.6kPa
附加压力 p= 2/r =(2×0.0589/107)Pa=1178kPa 气泡逸出的条件: pr> p 外+p=101.325kPa+1178kPa=1279kPa 所以无法逸出。
~2~
10、1.0mol 理想气体由 500K、1.0MPa ，反抗恒外压绝热膨胀到 0.1MPa 达平衡，然后 恒容升温至 500K，求整个过程的 W、Q、△U 和△H。已知 CV，m =20.786JK1mol 1。(12 分) (本题原题有错漏) 解：系统状态变化：(500K，1.0MPa，V1)→(T2，0.1MPa，V2) →(500K，p3，V2) 对恒外压绝热过程： U=W=p2(V2V1)= p2V2+0.1p1V1
=[8.315×323.15×333.15×ln(2.287)/10] Jmol1=74.05kJmol 1 (2) ln(k25/ k50)= Ea(T2T1)/RT1T2=74050×(25)/(8.315×323.15×298.15)= 2.311
华南理工大学2005年考研半导体物理试题
五、（15分）有n型Ge样品尺寸为1020.2（mm3）[长、宽、厚]，用10mA电流沿长度方向通过样品，并在厚度方向加上103高斯磁场，测得此时的霍尔电压为-4mV。试求样品的霍尔系数？已知电子迁移率为3900cm2/V.S，求样品的电阻率？
一、（20分）名词解释
1、费米能级பைடு நூலகம்、陷阱效应3、扩散电容4、光生伏特效应5、非平衡载流子
二、（15分）简述迁移率与扩散系数的物理意义及两者的关系。
二、（15分）定性分析n型非简并半导体中电导率随温度变化的关系。
三、（15分）试用能带图描述金属与N型半导体接触的主要接触类型，并给予适当解释；形成良好欧姆接触的两种基本方法是什么？（不考虑表面态的影响）
六、（15分）试求本征硅室温时本征费米能级的实际位置？若给本征硅掺入某种N型杂质，费米能级上移了0.441eV，求N型杂质的掺杂浓度？（已知Eg＝1.19eV，mp*＝0.59mo，mn*=1.08mo，NC＝2.81019cm-3）。
七、（20分）用p型Si衬底制成的MOS电容，（1）请画出理想状态下，该结构在积累、耗尽、弱反型及强反型下的能带示意图；（2）已知NA=11016/cm3，求单位面积的平带电容CFB(300 K下)（0＝8.85410－12F/m,rSiO2=3.9）。
八、（20分）请定性画出理想情况下P型半导体形成MOS结构的高频C-V特性曲线，并对此变化规律进行定性解释。若SiO2中存有丰富的固定氧化物正电荷和陷阱界面态，高频C-V特性曲线将发生变化，请在图中定性画出该曲线并说明理由。
2005广东理综物理部分
2005年普通高等学校夏季招生考试物理广东卷（新课程）一、选择题 ( 本大题共 10 题, 共计 40 分)1、(4分) 1.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是A.车速越大，它的惯性越大B.质量越大，它的惯性越大C.车速越大，刹车后滑行的路程越长D.车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大2、(4分) 2.下列说法不正确的是A.是聚变B.是裂变C.是α衰变D.是裂变3、(4分) 3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图1中实线所示，t=0.2 s时刻的波形如图1中的虚线所示，则A.质点P的运动方向向右B.波的周期可能为0.27 sC.波的频率可能为1.25 HzD.波的传播速度可能为20 m/s4、(4分) 4.封闭在气缸内一定质量的气体，如果保持气体体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是A.气体的密度增大B.气体的压强增大C.气体分子的平均动能减小D.每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多5、(4分) 5.如图2所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是A.红光的偏折最大，紫光的偏折最小B.红光的偏折最小，紫光的偏折最大C.玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大6、(4分) 6.如图3所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时，导体棒处于静止状态.剪断细线后，导体棒在运动过程中A.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒、机械能不守恒7、(4分) 7.光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络.下列说法正确的是A.光纤通信利用光作为载体来传递信息B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝8、(4分) 8.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是A.电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波能产生干涉和衍射现象D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直9、(4分) 9.钳形电流表的外形和结构如图4（a）所示.图4（a）中电流表的读数为1.2 A.图4（b）中用同一电缆线绕了3匝，则A.这种电流表能测直流电流，图4（b）的读数为2.4 AB.这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为0.4 AC.这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b）的读数为3.6 A10、(4分) 10.竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图5所示的电路图连接.绝缘线与左极板的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b为位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则A.θ1<θ2，I1<I<I2B.θ1>θ2，I1>I2C.θ1=θ2，I1=I2D.θ1<θ2，I1=I2二、非选择题 ( 本大题共 8 题, 共计 110 分)1、(9分) 11.（1）如图6所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取________________或________________的方法.（2）如图7所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s，共中S1=7.05 cm、S2=7.68 cm、S3=8.33 cm、S4=8.95 cm、S5=9.61 cm、S6=10.26 cm，则A点处瞬时速度的大小是_________m/s，小车运动的加速度计算表达式为__________，加速度的大小是_________ m/s2（计算结果保留两位有效数字）.2、(11分) 12.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。
2005年华南理工专业课试卷电子技术基础(含数字与模拟电路)
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（a）
（b）
2． 分） （10 一恒流源电路及参数如图所示。 图中的运放的开环电压增益 AV0 和
输入电阻 ri 均为∞，输出电阻 r0 为 0，T1 和 T2 的 VBE =0.7V，管子的β很大。试 计算电路中的 I0 及 V0 值，并从反馈角度说明电路为什么恒流？
3． （13 分）在下图（a）所示的单极放大电路中，场效应管 T 的转移特性如下 图（b）所示。已知＋VDD＝＋15V，RD＝15kΩ，RS＝8 kΩ，RG＝100 kΩ，RL＝ 75 kΩ；要求: （1）用近似方法计算电路的静态工作点； （提示：T 的伏安特性方程可近似为：
Y = f ( A, B, C , D) = ∑ m(5,67,8,9) m10 + m11 + m12 + m13 + m14 + m15 = 0
六、 下图是用 TTL 电路驱动 CMOS 电路的实例，试计算上拉电阻 RL 的取值范围。TTL 与非门在 VOL ≤ 0.3V 时的最大输出电流为 8mA，输出端的管 T5 截止时有 50 µ A 的漏电 流。CMOS 或非门的输入电流可以忽略。要求加到 CMOS 或非门输入端的电压满足 VIH ≥ 4V，VIL ≤ 0.3V。给定电源电压 VDD=5V。(10 分)
U 。 I D＝ I DSS 1 － GS ，UGS＝－ID×RS，UP 为夹断电压） UP （2）计算放大器的输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro ； （3）计算场效应晶体管的跨导 gm ； （4）计算放大器的电压放大倍数 Au ；
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（a） 完成下列各小题（ 四、完成下列各小题（20 分） ：
VDD=5V RL VI ≥ 1 ≥1 CMOS
华南理工大学考研真题—微机原理及应用2005
华南理工大学考研真题微机原理及应用2005一填空题 (15分，每空 1 分)1.80C51复位后 PC的内容为⑴，SP的内容为⑵2.PSW 是⑶,其中标志位OV 是⑷，用于表示⑸，INC 指令对CY ⑹影响3.程序运行中通过改变⑺，来实现转移。
4.RETI 与 RET 指令的差别是⑻5.80C51通过⑼来允许或禁止中断。
当⑽ 80C51会发生定时器中断请求。
6.51单片机串行通信用__⑾__两个引脚接收和发送信号，波特率表示⑿。
7.51单片机程序存储器的寻址范围由⒀的位数决定，数据存储器的寻址范围由⒁的位数决定，ROM 和RAM 空间分别为⒂二分析下列程序，分别填写每段程序执行完的结果。
（20分）1.MOV A, #58H2. CLR AMOV R0, # 39H MOV DPTR, #0ADD A, R0 L: MOV 50H, AMOV @R0, A INC DPTRDA A ADD A, #1MOV 20H, A JNZ L(39H)= AC= (50H)= （A）=(20H)= CY= (DPTR)= CY=3.CLR C4. MOV A, # 0C9HMOV A, #1DH MOV B, # 12hMOV R0, #5AH MOV SP, # 6FHSUBB A, R0 PUSH BMOV @R0 , A PUSH ACCSUBB A, #4FH CPL APOP B(5AH)= AC= (A)= (B)=(A)= CY= (70H)= (SP)=5. MOV R1,#3BHXRL A, ACCORL A, R1 (R1)=MOV R1, A (3BH)=ANL A, #0F2H (A)=MOV @R1, A CY=SETB CRRC A三程序填空: 根据题目要求,在空缺部分填入所需的操作数或指令(15分) 1. 一个按键接在P3.0 引脚上，当键按下时输入为0 ；8个 LED 接在P1口,当向P1口某个引脚输出 0 时,该引脚上的 LED 点亮。
华工半导体物理试卷综合
一、选择填空(10分，每题2分)1．本征半导体是指的半导体。
A．不含杂质与缺陷B．电子密度与空穴密度相等C．电阻率最高D．电子密度与本征载流子密度相等2．砷化镓的导带极值位于布里渊区。
A．中心B．<111>方向近边界处C．<100>方向近边界处D．<110>方向近边界处3．公式μ＝qτ/ m* 中的τ是载流子的。
A．渡越时间B．寿命C．平均自由时间D．扩散系数4．半导体中载流子扩散系数的大小决定于其中的。
A．复合机构B．散射机构C．能带机构D．晶体结构5. 在光电转换过程中，硅（Si）材料一般不如砷化镓(GaAs)量子效率高，因其。
A．禁带较窄B．禁带是间接跃迁型C．禁带较宽D．禁带是直接跃迁型1．电子在晶体中的共有化运动指的是。
A．电子在晶体中各点出现的几率相同B．电子在晶体元胞中各点出现的几率相同C．电子在晶体各元胞对应点出现的几率相同D．电子在晶体各元胞对应点有相同位相3．若某半导体导带中发现电子的几率为零，则该半导体必定。
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5．重空穴指的是。
A．质量较大的原子组成的半导体中的空穴B．价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴C．价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴D．自旋--轨道耦合分裂出来的能带上的空穴6．在进入太空的空间实验室中生长的砷化镓通常具有很高的载流子迁移率，这是因为的缘故。
A．无杂质污染B．受较强宇宙射线照射C．晶体生长完整性好D．化学配比合理10. 下列情况下，室温下功函数最大者为。
A．含硼1×1015/cm3的硅B．含磷1×1016/cm3的硅C．含硼1×1015/cm3，含磷1×1016/cm3的硅D．纯净硅二、解释下列概念(10分，每题2分)1、空穴2、非平衡载流子3、费米能级4、迁移率5、霍耳效应2、浅能级杂质3、声子4、迁移率5、光电导三、回答问题（共20分，每题10分）1、由同一种元素的原子组成的二维晶体，如图所示。
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五、 （15 分）有 n 型 Ge 样品尺寸为 10 2 0.2（ mm3）[长、宽、厚]，用 10mA 电流沿 长度方向通过样品，并在厚度方向加上 103 高斯磁场，测得此时的霍尔电压为 -4mV。 试求样品的霍尔系数？已知电子迁移率为 3900cm2/V.S ， 求样品的电阻率？
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六、 （15 分） 试求本征硅室温时本征费米能级的实际位置？若给本征硅掺入某种 N 型 杂质，费米能级上移了 0.441eV，求 N 型杂质的掺杂浓度？（已知 E g＝1.19eV， mp*＝ 0.59mo， mn*=1.08mo，NC＝ 2.8 1019cm-3） 。
七、 （20 分）用 p 型 Si 衬底制成的 MOS 电容， （ 1）请画出理想状态下，该结构在积 累、耗尽、弱反型及强反型下的能带示意图； （ 2）已知 N A=1 1016/cm3，求单位 － 面积的平带电容 CFB (300 K 下) （0＝ 8.854 10 12F/m, rSiO2=3.9） 。
二、 （15 分）定性分析 n 型非简并半导体中电导率随温度变化的关系。
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三、 （15 分）试用能带图描述金属与 N 型半导体接触的主要接触类型，并给予适当解 释；形成良好欧姆接触的两种基本方法是什么？（不考虑表面态的影响）
四、 （15 分）光照射在一 n 型 Si 半导体样品，设光被样品内部均匀吸收产生非平衡载 流子，其产生率为 Q。若只考虑多数载流子起作用，光生电子的寿命为，在 t 0 时刻停止光照，求 t0 前后样品内非平衡载流子随时间变化的规律。
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华南理工大学 2005 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：半导体物理 适用专业：微电子学与固体电子学 共 一、 （20 分）名词解释 1、费米能级 2、陷阱效应 3、扩散电容 4、光生伏特效应 5、非平衡载流子 二、 （15 分）简述迁移率与扩散系数的物理意义及两者的关系。 4 页
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八、 （20 分） 请定性画出理想情况下 P 型半导体形成 MOS 结构的高频 C-V 特性曲线， 并对此变化规律进行定性解释。 若 SiO2 中存有丰富的固定氧化物正电荷和陷阱界 面态，高频 C-V 特性曲线将发生变化，请在图中定性画出该曲线并说明理由。
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