(完整版)常用半导体元件习题及答案

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第5章常用半导体元件习题

5.1晶体二极管

一、填空题:

1.半导体材料的导电能力介于和之间,二极管是将

封装起来,并分别引出和两个极。

2.二极管按半导体材料可分为和,按内部结构可分为_和,按用途分类有、、四种。3.二极管有、、、四种状态,PN 结具有性,即。4.用万用表(R×1K档)测量二极管正向电阻时,指针偏转角度,测量反向电阻时,指针偏转角度。

5.使用二极管时,主要考虑的参数为和二极管的反向击穿是指。

6.二极管按PN结的结构特点可分为是型和型。

7.硅二极管的正向压降约为 V,锗二极管的正向压降约为 V;硅二极管的死区电压约为 V,锗二极管的死区电压约为 V。

8.当加到二极管上反向电压增大到一定数值时,反向电流会突然增大,此现象称为现象。

9.利用万用表测量二极管PN结的电阻值,可以大致判别二极管的、和PN结的材料。

二、选择题:

1. 硅管和锗管正常工作时,两端的电压几乎恒定,分别分为( )。

A.0.2-0.3V 0.6-0.7V

B. 0.2-0.7V

0.3-0.6V

C.0.6-0.7V 0.2-0.3V

D. 0.1-0.2V

0.6-0.7V

的大小为( )。

2.判断右面两图中,U

AB

A. 0.6V 0.3V

B. 0.3V 0.6V

C. 0.3V 0.3V

D. 0.6V 0.6V

3.用万用表检测小功率二极管的好坏时,应将万用表欧姆档拨到()

Ω档。

A.1×10

B. 1×1000

C. 1×102或1×103

D. 1×105

4. 如果二极管的正反向电阻都很大,说明 ( ) 。

A. 内部短路

B. 内部断路

C. 正常

D. 无法确定

5. 当硅二极管加0.3V正向电压时,该二极管相当于( ) 。

A. 很小电阻

B. 很大电阻

C.短路

D. 开路

6.二极管的正极电位是-20V,负极电位是-10V,则该二极管处于()。

A.反偏 B.正偏 C.不变D. 断路

7.当环境温度升高时,二极管的反向电流将()

A.增大 B.减小 C.不变D. 不确定

8.PN结的P区接电源负极,N区接电源正极,称为()偏置接法。

A.正向 B.反向 C.零

9.二极管正向导通的条件是其正向电压值()。

A.大于0 B.大于0.3V

C.大于0.7V D.大于死区电压

10.点接触型二极管比较适用于()。

A.大功率整流 B.小信号检波 C.大电流开关

11.面接触型二极管比较适用于()。

A.大功率整流 B.高频检波 C.小电流开关

12.当硅二极管加上0.4V正向电压时,该二极管相当于()。

A. 很小电阻

B. 很大电阻

C.短路

D. 开路

三、判断题:

1.由P型半导体引出的电极是二极管的正极。()

2.硅二极管的反向漏电流比锗二极管的反向漏电流大。()

3.二极管的最高反向电压就是该管的反向击穿电压。()

4.用万用表不同的电阻档测量正反向电阻,读数是不同的。()

5.一般情况下,硅二极管的死区电压小于锗二极管的死区电压。()

6.当二极管加反向电压时,二极管将有很小的反向电流通过。()

7.当二极管的电流—电压关系特性可大概理解为正向导通、反向截止的特性。()

8.当二极管加正向电压时,二极管将有很大的正向电流通过,这个正向电流是由P型和N型半导体中多数载流子的扩散运动形成的。()9.当反向电压小于反向击穿电压时,二极管的反向电流极小;当反向电压大于反向击穿电压后,其反向电流迅速增大。

10.利用二极管的正向特性较陡的特点也能起到稳压作用。()

11.二极管电压—电流曲线描绘出了电流随时间变化的关系。()

12.当加在二极管两端的电压一定时,流经二极管的电流还会随环境温度的改变而改变。()

四、简答题

1.如何用万用表测量一个没有标明极性的二极管,并判断为何种材料制成以及质量好坏。

2. 分析与判断:如图所示,VD均为理想二极管,试判断二极管的工作状态并求U

3、根据下图所示的电路,输入电压为U

i ,若开关S在t

1

时刻闭合,在t

2

时刻断开,

试画出负载电压U

L

波形。

5.2 三极管

一、填空题:

1、半导体三极管是由极极极三个电极,结___________结两个PN结构成。

2、要使三极管具有电流放大作用,发射结必须加电压,集电结必须加电压。

3、三极管按其内部结构分为和两种类型

4、三极管三个电极的电流存在关系。

5、三极管有三个工作状态,即、和状态,状态具有放大作用。

6、三极管工作在截止状态时,相当于开关;工作在饱和状态时,相当于开关。

7、晶体三极管作共射组态时,其输入特性与二极管类似,但其输出特性较为复杂,可分为放大区外,还有区和区。

8.晶体管接材料分为_____________和_____________两种,按PN结的组成方式分为_____________和__________两种,晶体管有三个极,分别为___________、___________、和____________,它有___________PN结,分别为_____________和_____________。

9.晶体管具有_________、__________、_________三种状态,它们各自的条件是_____________、_____________、_____________。

10.晶体管的电流放大作用,是通过改变_____________电流来控制_________电流的,其实质是以_____________的变化来控制___________________变化。11.晶体管各极之间的电流分配关系式为_____________,且三者的大小取决于_____________的变化,晶体管的放大系数β=_____________。

12.晶体管饱和时,如同一个开关处于_____________状态,相当于_________,晶体管截止状态时,相当于处于_____________状态,相当于_________。,13.在模拟电路中,晶体管主要工作在_____________状态,在数字电路中,晶体管主要工作在_____________和_____________状态。

14.硅晶体管和饱和电压降为__________V,锗管的饱和电压降为____________;当晶体管的电流放大系数太大时,会使晶体管的性能_____________。

15.晶体管的穿透电流I CEO是在基极开路时,由_____________流向______________的电流,它随温度的增高而_____________。

二、选择题:

1、三极管作放大管时一般工作在()。

A.放大区

B. 截止区

C. 饱和区

2、一三极管三个极的对地电位分别有VC=3.3V,VE=3V,VB=3.7V,则该管工作在()。

A. 放大区

B. 饱和区

C.截止区

3、一三极管三个极的对地电位分别是6V,5.4V,9V,则该管是()。

A. NPN硅管

B. NPN锗管

C.PNP硅管

4、下列是三极管各个极的电位,处于放大状态的三极管为。

A.V

B =0.7V V

E

=0V V

C

=0.3V

B.V

B =-6.7V V

E

=-7.4V V

C

=-4V

C.V

B =-3V V

E

=0V V

C

=6V

5. NPN的管型的I

E

方向是( )。

A. I E向管内

B. I E管内可向管外

C. I E向管外

D.均不对

6. NPN型晶体管处于放大状态,三个管脚的电压为V1=3V,V2=8V,V3=2. 7V,则三个管脚分别是( )。

A. C B E

B. B C E

C. B E C

D. E B C

7. PNP型晶体管,V B=-4.7V V E=-4V V C=-4.3V 管子处于 ( )状态。

A.饱和

B. 放大

C.截止

D. 不定

8. 晶体管工作在( )状态时,I C=βI B才成立。

A.饱和

B. 放大

C.截止

D. 所有

9.用万用表的红表笔接触某晶体管的一只管脚,黑表笔分别接触另两只脚,测得的电阻均较小,说明该晶体管是()。

A. PNP

B. NPN

C. NNP

D. NPN或PNP

10. 当晶体管饱和时( )。

A. I C不随I B而变化

B.I B增大引起I C变化增大

C. I B增大引起I C减小

D.无法确定

11. 三极管放大作用的实质是( )。

A. 三极管可以把小电流变成大电流

B. 三极管可以把小电流变成大电压

C.三极管可以用较小的电流控制较大的电流

D. 以上说法均不对12.用直流电压表测量处于放大状态中的一只NPN型晶体管,各电极对地的电位分别为V1=2V,V2=6V,V3=2.7V,则该晶体管各脚的名称是()

A.脚1为C,脚2为B,脚3为E

B.脚1为E,脚2为C,脚3为B

C.脚1为B,脚2为E,脚3为C

13.测得电路中一个PNP型三极管的3个电极电位分别为:UB=-4.7V,UC =-4.3V,UE=-4V,则可判定该三极管工作在( )

A.截止区

B.饱和区

C.放大区

14.三极管的电流放大系数β,随温度的升高会( )

A.减小

B.增大

C.不变

15.NPN型晶体管处于放大状态时,各极电位关系是( )

A.VC>VE>VB

B. VC> VB > VE

C. VC

D. VC

16.当三极管集电极电流大于它的最大允许电流ICM时,该管子( )

A.放大能力降低

B.必定过热至烧毁

C. 仍能正常工作

D. 被击穿

三、判断题:

1.晶体管由两个PN结组成,所以可以用两个二极管反向连接起来充当晶体管使用。()

2.若晶体管发射结处于正向偏置,则其一定处于截止状态。()

3.发射结处于正向偏置的晶体管,其一定是工作于放大状态。()

4.当三极管发射结、集电结都正偏时具有放大作用。()

5. 晶体三极管具有能量放大作用。()

6.当晶体管的发射结和集电结都处于正偏状态时,晶体管一定工作在饱和区。()

7.有一晶体管接在电路中,测得它得三个管脚电位分别为10.5V、6V、6.7V,说明这个晶体管是PNP管。()

8.一般说来,晶体管的交流电流放大系数β随温度的变化而变化,温度升高,β增大。()

9.晶体管的发射区和集电区是由同一种杂质半导体(N型的或P型)构成,故E极和C极可以互换使用。()

四、简答题

1.如何使用万用表判别晶体管管型与管脚以及质量好坏。

2.测得工作在放大状态下的三极管的两个电极电流如图所示,

则(1)另一个电极的电流是多少?其方向是流入还是流出管

子?(2)①②③脚分别是什么电级?该管管型是什么,该管的

β为多少?

5.3 晶闸管

一、填空题:

1、普通晶闸管又叫,内部有 PN结,,外部有三个电极,分别是

极极和极。

2、晶闸管的工作状态有正向状态,正向状态和反向

状态。

3、晶闸管可以等效成一个型晶体管和一个型晶体管的复合电

路。

4、晶闸管导通的条件是在阳极加电压的同时,在控制极加电

压。

5、要使晶闸管关断必须使阳极电流减小到低于。

6、某半导体器件的型号为KP50—7的,其中KP表示该器件的名称为,

50表示,7表示。

7、按负载的性质不同,晶闸管可控整流电路的负载分为性负载,

性负载和负载三大类。

8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值

会,解决的办法就是在负载的两端接一个。

9、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。

二、选择题:

1、普通晶闸管内部有()PN结。

A. 一个,

B. 二个,

C. 三个,

D. 四个

2、晶闸管可控整流电路中的控制角α减小,则输出的电压平均值会()。

A. 不变,

B. 增大,

C. 减小。

3、晶闸管可整流电路中直流端的蓄电池或直流电动机应该属于()负载。

A. 电阻性,

B. 电感性,

C. 反电动势。

4、晶闸管在电路中的门极正向偏压()愈好。

A. 愈大,

B. 愈小,

C. 不变

5、压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来()。

A. 分流,

B. 降压,

C. 过电压保护,

D. 过电流保护。

6、普通晶闸管的通态电流(额定电流)是用电流的()来表示的。

A. 有效值

B. 最大值

C. 平均值

7、普通的单相半控桥可整流装置中一共用了()晶闸管。

A. 一只,

B. 二只,

C. 三只,

D. 四只。

8、双向晶闸管是用于交流电路中的,其外部有()电极。

A. 一个,

B. 两个,

C. 三个,

D. 四个。

9、可控整流电路的功率大于4kW,宜采用()整流电路。

A. 单相半波可控

B. 单相全波可控

C. 三相可控

10、三相可控整流与单相可控整流相比较,输出直流电压的纹波系数()。

A.三相的大,

B.单相的大,

C.一样大。

三、判断题:

1.晶闸管的控制极仅在触发晶闸管导通时起作用。()

2.晶闸管的控制极加上触发信号后,晶闸管就导通。()

3.当晶闸管阳极电压为0时,晶闸管就马上关断。()

4.加在晶闸管控制极上的触发电压,一般不准超过10V。()

5. 只要阳极电流小于维持电流,晶闸管就关断。()

6.有人说,晶闸管可理解为受控制的二极管。()

7.只要给晶闸管加足够大的正向电压,没有控制信号也能导通。()

四、简答题

1.晶闸管的正常导通条件是什么?晶闸管的关断条件是什么?如何实现?。

2. 对晶闸管的触发电路有哪些要求?。

3、正确使用晶闸管应该注意哪些事项?。

第5章常用半导体元件答案

5.1晶体二极管

一、填空题:

1.导体 绝缘体 PN 阳 阴2.硅二极管 锗二极管 点接触型 面接触型 普通二极管稳压二极管 发光二极管 变容二极管3.死区 正向偏置 正向导通 反向截止 反向击穿 单向导电性 正向偏置导通反向偏置截止4.较大较小5.最大反向电压U RM 最大整流电流I FM 当反向电压增加到一定数值时,反向电流将会

急剧增加6. 点接触型 、面接触型 7. 0.7、0.3、0.5、0.1 8.反向击穿

9. 正反向 、好坏、极性

二、选择题:

1.C 2.D 3.C 4.B 5.B 6.A 7.A 8.B 9.D 10.B11.A 12. B

三、判断题:

1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.×6.√ 7.√ 8.√ 9.√10.√11.×12.√

四、简答题

1. 答:将万用表置于R ×100K 或 R ×1K 挡,将两表笔分别接二极管的两极,测得一次电阻值较小,一次电阻值较大(两次相差几百倍),较小的一次为正向电阻,黑表笔(—表)是二极管的正极(注意:万用表的黑表笔与表内的电池正极相连);用测量管压降的方法来判断,硅管压降约0.5—0.7V ,锗管压降约0.1—0.3V ;正向电阻越小越好,反向电阻越大越好,当两者都很小时,内部短路,当两者都很大时,内部断路。

2.答:3.(a)VD 导通,U 0=-3V(b)VD 截止,U 0=-6V (c) VD1导通,U 0=-0V ,VD2截

止(d) VD2优先导通U 0=-3V ,VD1截止。

3.答:略。

5.2 三极管

一、填空题:

1.发射极、基极、集电极;发射结、集电结 2. 正向,反向 3. PNP ,NPN

4. 5.

放大、饱和、截止,放大6.断开,闭合 7.截止、饱和 8.硅晶体管 锗晶体管 NPN PNP 集电极 发射极 基极 两个 集电结 发射结

9.放大饱和截止 发射结正偏反射结反偏 发射结正偏反射结正偏 发射结反偏反射结反偏10.基极 集电极 基极电流较小 集电极电流较大11.I E =I B +I C 、I E I C / I B 12.闭合 短路 断开 开路13.放大 饱和 截止14.0.3V 0.1V 不稳定

15.集电极 发射极 升高

二、选择题:

1.A 2.B 3.A 4.B 5.D 6.B 7.A 8.A 9.A 10.A 11.C 12. B 13. B 14.

B 15.B 16. A

三、判断题:

1.× 2.× 3.× 4.× 5.×6.√ 7. 8.√ 9.×

四、简答题

1.答:①判管型:将万用表置于R ×100K R ×1K 挡,先假设某管脚为基极,将黑表笔与它相接,红表笔分别与另两极相接,若测得两次电阻都很小,为NPN ,否则为PNP

②确定发射极和集电极

黑表笔接基极,红表笔接集电极和发射极,然后再对调测量,如果二次阻值相差很大,则说明三极管质量好,相差不大,已经饱和,不偏转,已截止。

b c e i i i +=

2.答:4.4.05mA, 流出管子;①为基极②为集电极③发射极NPN β=80

5.3 晶闸管

一、填空题:

1.可控硅、2 、阳极A、阴极K、门极G 2.阻断、导通、阻断3.NPN、PNP 4.正向、触发 5.维持电流 6.普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。 7.电阻、电感、反电动势 8.减小、并接、续流二极管 9.关断过电压

二、选择题:

1.C 2.B 3.C 4.B 5.C 6.C 7.A 8.C 9.C 10.B

三、判断题:

1.√ 2.× 3.× 4.√ 5. √6.√ 7.×

四、简答题

1.答:当晶闸管阳极上加有正向电压的同时,在门极上施加适当的触发电压,晶闸管就正常导通;当晶闸管的阳极电流小于维持电流时,就关断。只要让加在晶闸管两端的阳极电压减小到零或让其反向,就可以让晶闸管关断。。

2.答:为了让晶闸管变流器准确无误地工作要求触发电路送出的触发信号应有足够大的电压和功率;门极正向偏压愈小愈好;触发脉冲的前沿要陡、宽度应满足要求;要能满足主电路移相范围的要求;触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压取得同步。

3.答:由于晶闸管的过电流、过电压承受能力比一般电机电器产品要小的多,使用中除了要采取必要的过电流、过电压等保护措施外,在选择晶闸管额定电压、电流时还应留有足够的安全余量。另外,使用中的晶闸管时还应严格遵守规定要求。此外,还要定期对设备进行维护,如清除灰尘、拧紧接触螺钉等。严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。

半导体物理器件期末考试试题(全)

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 2015半导体物理器件期末考试试题(全) 半导体物理器件原理(期末试题大纲)指导老师:陈建萍一、简答题(共 6 题,每题 4 分)。 代表试卷已出的题目1、耗尽区:半导体内部净正电荷与净负电荷区域,因为它不存在任何可动的电荷,为耗尽区(空间电荷区的另一种称呼)。 2、势垒电容:由于耗尽区内的正负电荷在空间上分离而具有的电容充放电效应,即反偏 Fpn 结的电容。 3、Pn 结击穿:在特定的反偏电压下,反偏电流迅速增大的现象。 4、欧姆接触:金属半导体接触电阻很低,且在结两边都能形成电流的接触。 5、饱和电压:栅结耗尽层在漏端刚好夹断时所加的漏源电压。 6、阈值电压:达到阈值反型点所需的栅压。 7、基区宽度调制效应:随 C-E 结电压或 C-B 结电压的变化,中性基区宽度的变化。 8、截止频率:共发射极电流增益的幅值为 1 时的频率。 9、厄利效应:基带宽度调制的另一种称呼(晶体管有效基区宽度随集电结偏置电压的变化而变化的一种现象) 10、隧道效应:粒子穿透薄层势垒的量子力学现象。 11、爱因斯坦关系:扩散系数和迁移率的关系: 12、扩散电容:正偏 pn 结内由于少子的存储效应而形成的电容。 1/ 11

13、空间电荷区:冶金结两侧由于 n 区内施主电离和 p 区内受主电离

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 而形成的带净正电荷与净负电荷的区域。 14、单边突变结:冶金结的一侧的掺杂浓度远大于另一侧的掺杂浓度的 pn 结。 15、界面态:氧化层--半导体界面处禁带宽度中允许的电子能态。 16、平带电压:平带条件发生时所加的栅压,此时在氧化层下面的半导体中没有空间电荷区。 17、阈值反型点:反型电荷密度等于掺杂浓度时的情形。 18、表面散射:当载流子在源极和源漏极漂移时,氧化层--半导体界面处载流子的电场吸引作用和库伦排斥作用。 19、雪崩击穿:由雪崩倍增效应引起的反向电流的急剧增大,称为雪崩击穿。 20、内建电场:n 区和 p 区的净正电荷和负电荷在冶金结附近感生出的电场叫内建电场,方向由正电荷区指向负电荷区,就是由 n 区指向 p 区。 21、齐纳击穿:在重掺杂 pn 结内,反偏条件下结两侧的导带与价带离得非常近,以至于电子可以由 p 区的价带直接隧穿到 n 区的导带的现象。 22、大注入效应:大注入下,晶体管内产生三种物理现象,既三个效应,分别称为:(1)基区电导调制效应;(2)有效基区扩展效应; (3)发射结电流集边效应。 它们都将造成晶体管电流放大系数的下降。 3/ 11

半导体物理学试题库完整

一.填空题 1.能带中载流子的有效质量反比于能量函数对于波矢的_________.引入有效质量的意义在于其反映了晶体材料的_________的作用。(二阶导数.内部势场) 2.半导体导带中的电子浓度取决于导带的_________(即量子态按能量如何分布)和_________(即电子在不同能量的量子态上如何分布)。(状态密度.费米分布函数) 3.两种不同半导体接触后, 费米能级较高的半导体界面一侧带________电.达到热平衡后两者的费米能级________。(正.相等) 4.半导体硅的价带极大值位于空间第一布里渊区的中央.其导带极小值位于________方向上距布里渊区边界约0.85倍处.因此属于_________半导体。([100]. 间接带隙) 5.间隙原子和空位成对出现的点缺陷称为_________;形成原子空位而无间隙原子的点缺陷称为________。(弗仑克耳缺陷.肖特基缺陷) 6.在一定温度下.与费米能级持平的量子态上的电子占据概率为_________.高于费米能级2kT能级处的占据概率为_________。(1/2.1/1+exp(2)) 7.从能带角度来看.锗、硅属于_________半导体.而砷化稼属于_________半导体.后者有利于光子的吸收和发射。(间接带隙.直接带隙) 8.通常把服从_________的电子系统称为非简并性系统.服从_________的电子系统称为简并性系统。(玻尔兹曼分布.费米分布) 9. 对于同一种半导体材料其电子浓度和空穴浓度的乘积与_________有关.而对于不同的半导体材料其浓度积在一定的温度下将取决于_________的大小。(温度.禁带宽度) 10. 半导体的晶格结构式多种多样的.常见的Ge和Si材料.其原子均通过共价键四面体相互结合.属于________结构;与Ge和Si晶格结构类似.两种不同元素形成的化合物半导体通过共价键四面体还可以形成_________和纤锌矿等两种晶格结构。(金刚石.闪锌矿) 11.如果电子从价带顶跃迁到导带底时波矢k不发生变化.则具有这种能带结构的半导体称为_________禁带半导体.否则称为_________禁带半导体。(直接.间接) 12. 半导体载流子在输运过程中.会受到各种散射机构的散射.主要散射机构有_________、 _________ 、中性杂质散射、位错散射、载流子间的散射和等价能谷间散射。(电离杂质的散射.晶格振动的散射) 13. 半导体中的载流子复合可以有很多途径.主要有两大类:_________的直接复合和通过禁带内的_________进行复合。(电子和空穴.复合中心)

常用半导体器件复习题

第1章常用半导体器件 一、判断题(正确打“√”,错误打“×”,每题1分) 1.在N型半导体中,如果掺入足够量的三价元素,可将其改型成为P型半导体。()2.在N型半导体中,由于多数载流子是自由电子,所以N型半导体带负电。()3.本征半导体就是纯净的晶体结构的半导体。() 4.PN结在无光照、无外加电压时,结电流为零。() 5.使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正偏,且集电结也是正偏。()6.晶体三极管的β值,在任何电路中都是越大越好。( ) 7.模拟电路是对模拟信号进行处理的电路。( ) 8.稳压二极管正常工作时,应为正向导体状态。( ) 9.发光二极管不论外加正向电压或反向电压均可发光。( ) 10.光电二极管外加合适的正向电压时,可以正常发光。( ) 一、判断题答案:(每题1分) 1.√; 2.×; 3.√; 4.√; 5.×; 6.×; 7.√; 8.×; 9.×; 10.×。

二、填空题(每题1分) 1.N型半导体中的多数载流子是电子,P型半导体中的多数载流子是。2.由于浓度不同而产生的电荷运动称为。 3.晶体二极管的核心部件是一个,它具有单向导电性。 4.二极管的单向导电性表现为:外加正向电压时,外加反向电压时截止。5.三极管具有放大作用的外部条件是发射结正向偏置,集电结偏置。6.场效应管与晶体三极管各电极的对应关系是:场效应管的栅极G对应晶体三极管的基极b,源极S对应晶体三极管,漏极D对应晶体三极管的集电极c。7.PN结加正向电压时,空间电荷区将。 8.稳压二极管正常工作时,在稳压管两端加上一定的电压,并且在其电路中串联一支限流电阻,在一定电流围表现出稳压特性,且能保证其正常可靠地工作。 9.晶体三极管三个电极的电流I E 、I B 、I C 的关系为:。 10.发光二极管的发光颜色决定于所用的,目前有红、绿、蓝、黄、橙等颜色。 二、填空题答案:(每题1分) 1.空穴 2.扩散运动 3.PN结 4.导通 5.反向 6.发射机e 7.变薄 8.反向 9.I E =I B +I C 10.材料 三、单项选择题(将正确的答案题号及容一起填入横线上,每题1分)

最新尼尔曼第三版半导体物理与器件小结+重要术语解释+知识点+复习题

尼尔曼第三版半导体物理与器件小结+重要术语解释+知识点+复 习题

第一章固体晶体结构 (3) 小结 (3) 重要术语解释 (3) 知识点 (3) 复习题 (3) 第二章量子力学初步 (4) 小结 (4) 重要术语解释 (4) 第三章固体量子理论初步 (4) 小结 (4) 重要术语解释 (4) 知识点 (5) 复习题 (5) 第四章平衡半导体 (6) 小结 (6) 重要术语解释 (6) 知识点 (6) 复习题 (7) 第五章载流子运输现象 (7) 小结 (7) 重要术语解释 (8) 知识点 (8) 复习题 (8) 第六章半导体中的非平衡过剩载流子 (8) 小结 (8) 重要术语解释 (9) 知识点 (9) 复习题 (10) 第七章pn结 (10) 小结 (10) 重要术语解释 (10) 知识点 (11) 复习题 (11) 第八章pn结二极管 (11) 小结 (11) 重要术语解释 (12) 知识点 (12) 复习题 (13) 第九章金属半导体和半导体异质结 (13) 小结 (13) 重要术语解释 (13) 知识点 (14) 复习题 (14) 第十章双极晶体管 (14)

小结 (14) 重要术语解释 (15) 知识点 (16) 复习题 (16) 第十一章金属-氧化物-半导体场效应晶体管基础 (16) 小结 (16) 重要术语解释 (17) 知识点 (18) 复习题 (18) 第十二章金属-氧化物-半导体场效应管:概念的深入 (18) 小结 (19) 重要术语解释 (19) 知识点 (19) 复习题 (20)

第一章固体晶体结构 小结 1.硅是最普遍的半导体材料。 2.半导体和其他材料的属性很大程度上由其单晶的晶格结构决定。晶胞是晶体 中的一小块体积,用它可以重构出整个晶体。三种基本的晶胞是简立方、体心立方和面心立方。 3.硅具有金刚石晶体结构。原子都被由4个紧邻原子构成的四面体包在中间。 二元半导体具有闪锌矿结构,它与金刚石晶格基本相同。 4.引用米勒系数来描述晶面。这些晶面可以用于描述半导体材料的表面。密勒 系数也可以用来描述晶向。 5.半导体材料中存在缺陷,如空位、替位杂质和填隙杂质。少量可控的替位杂 质有益于改变半导体的特性。 6.给出了一些半导体生长技术的简单描述。体生长生成了基础半导体材料,即 衬底。外延生长可以用来控制半导体的表面特性。大多数半导体器件是在外延层上制作的。 重要术语解释 1.二元半导体:两元素化合物半导体,如GaAs。 2.共价键:共享价电子的原子间键合。 3.金刚石晶格:硅的院子晶体结构,亦即每个原子有四个紧邻原子,形成一个 四面体组态。 4.掺杂:为了有效地改变电学特性,往半导体中加入特定类型的原子的工艺。 5.元素半导体:单一元素构成的半导体,比如硅、锗。

半导体物理学练习题(刘恩科)

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。 3 试指出空穴的主要特征。 4 简述Ge、Si和GaAs的能带结构的主要特征。

5 某一维晶体的电子能带为 其中E0=3eV,晶格常数a=5×10-11m。求: (1)能带宽度; (2)能带底和能带顶的有效质量。 6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? 7晶体体积的大小对能级和能带有什么影响? 8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? 9 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? 10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? 11简述有效质量与能带结构的关系? 12对于自由电子,加速反向与外力作用反向一致,这个结论是否适用于布洛赫电子? 13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? 14试述在周期性势场中运动的电子具有哪些一般属性?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构的联系? 15为什么电子从其价键上挣脱出来所需的最小能量就是半导体的禁带宽度?16为什么半导体满带中的少量空状态可以用具有正电荷和一定质量的空穴来描述? 17有两块硅单晶,其中一块的重量是另一块重量的二倍。这两块晶体价带中的能级数是否相等?彼此有何联系? 18说明布里渊区和k空间等能面这两个物理概念的不同。 19为什么极值附近的等能面是球面的半导体,当改变存储反向时只能观察到一个共振吸收峰? 第二章半导体中的杂质与缺陷能级 例1.半导体硅单晶的介电常数=11.8,电子和空穴的有效质量各为= 0.97, =0.19和=0.16,=0.53,利用类氢模型估计: (1)施主和受主电离能; (2)基态电子轨道半径 解:(1)利用下式求得和。

《半导体物理与器件》习题库

《半导体物理与器件》习题库 目录 《半导体物理与器件》习题库 (1) 第1章思考题和习题 (2) 第2章思考题和习题 (3) 第3章思考题和习题 (6) 第4章思考题和习题 (10) 第5章半导体器件制备技术 (12) 第6章Ga在SiO2/Si结构下的开管掺杂 (13)

第1章思考题和习题 1. 300K时硅的晶格常数a=5.43?,求每个晶胞内所含的完整原子数和原子密度为多少? 2. 综述半导体材料的基本特性及Si、GaAs的晶格结构和特征。 3. 画出绝缘体、半导体、导体的简化能带图,并对它们的导电性能作出定性解释。 4. 以硅为例,简述半导体能带的形成过程。 5. 证明本征半导体的本征费米能级E i位于禁带中央。 6. 简述迁移率、扩散长度的物理意义。 7. 室温下硅的有效态密度Nc=2.8×1019cm-3,κT=0.026eV,禁带宽度Eg=1.12eV,如果忽略禁带宽度随温度的变化,求: (a)计算77K、300K、473K 3个温度下的本征载流子浓度。 (b) 300K本征硅电子和空穴的迁移率分别为1450cm2/V·s和500cm2/V·s,计算本征硅的电阻率是多少? 8. 某硅棒掺有浓度分别为1016/cm3和1018/cm3的磷,求室温下的载流子浓度及费米能级E FN的位置(分别从导带底和本征费米能级算起)。 9. 某硅棒掺有浓度分别为1015/cm3和1017/cm3的硼,求室温下的载流子浓度及费米能级E FP的位置(分别从价带顶和本征费米能级算起)。 10. 求室温下掺磷为1017/cm3的N+型硅的电阻率与电导率。 11. 掺有浓度为3×1016cm-3的硼原子的硅,室温下计算: (a)光注入△n=△p=3×1012cm-3的非平衡载流子,是否为小注

半导体物理学题库20121229

1.固体材料可以分为 晶体 和 非晶体 两大类,它们之间的主要区别是 。 2.纯净半导体Si 中掺V 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。 3.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。 4.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。 5.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,那末, 为非 简并条件; 为弱简并条件; 简并条件。 6.空穴是半导体物理学中一个特有的概念,它是指: ; 7.施主杂质电离后向 带释放 ,在材料中形成局域的 电中心;受主杂质电离后 带释放 , 在材料中形成 电中心; 8.半导体中浅能级杂质的主要作用是 ;深能级杂质所起的主要作用 。 9. 半导体的禁带宽度随温度的升高而__________;本征载流子浓度随禁带宽度的增大而__________。 10.施主杂质电离后向半导体提供 ,受主杂质电离后向半导体提供 ,本征激发后向半导体提 供 。 11.对于一定的n 型半导体材料,温度一定时,较少掺杂浓度,将导致 靠近Ei 。 12.热平衡时,半导体中电子浓度与空穴浓度之积为常数,它只与 和 有关,而与 、 无关。 A. 杂质浓度 B. 杂质类型 C. 禁带宽度 D. 温度 12. 指出下图各表示的是什么类型半导体? 13.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 。 14.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 . 15. 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流子 运动难易程度的物理量,联系两者的关系式是 q n n 0=μ ,称为 爱因斯坦 关系式。 16.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。 17.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 。

常用半导体器件

《模拟电子技术基础》 (教案与讲稿) 任课教师:谭华 院系:桂林电子科技大学信息科技学院电子工程系 授课班级:2008电子信息专业本科1、2班 授课时间:2009年9月21日------2009年12月23日每周学时:4学时 授课教材:《模拟电子技术基础》(第4版) 清华大学电子学教研组童诗白华成英主编 高教出版社 2009

第一章常用半导体器件 本章内容简介 半导体二极管是由一个PN结构成的半导体器件,在电子电路有广泛的应用。本章在简要地介绍半导体的基本知识后,主要讨论了半导体器件的核心环节——PN 结。在此基础上,还将介绍半导体二极管的结构、工作原理,特性曲线、主要参数以及二极管基本电路及其分析方法与应用。最后对齐纳二极管、变容二极管和光电子器件的特性与应用也给予简要的介绍。 (一)主要内容: ?半导体的基本知识 ?PN结的形成及特点,半导体二极管的结构、特性、参数、模型及应用电 路 (二)基本要求: ?了解半导体材料的基本结构及PN结的形成 ?掌握PN结的单向导电工作原理 ?了解二极管(包括稳压管)的V-I特性及主要性能指标 (三)教学要点: ?从半导体材料的基本结构及PN结的形成入手,重点介绍PN结的单向导 电工作原理、 ?二极管的V-I特性及主要性能指标 1.1 半导体的基本知识 1.1.1 半导体材料 根据物体导电能力(电阻率)的不同,来划分导体、绝缘体和半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间材料,我们称之为半导体。在电子器件中,常用的半导体材料有:元素半导体,如硅(Si)、锗(Ge)等;化合物半导体,如砷化镓(GaAs)等;以及掺杂或制成其它化合物半导体材料,如硼(B)、磷(P)、锢(In)和锑(Sb)等。其中硅是最常用的一种半导体材料。 半导体有以下特点: 1.半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间 2.半导体受外界光和热的刺激时,其导电能力将会有显著变化。 3.在纯净半导体中,加入微量的杂质,其导电能力会急剧增强。

常用半导体器件

第4章常用半导体器件 本章要求了解PN结及其单向导电性,熟悉半导体二极管的伏安特性及其主要参数。理解稳压二极管的稳压特性。了解发光二极管、光电二极管、变容二极管。掌握半导体三极管的伏安特性及其主要参数。了解绝缘栅场效应晶体管的伏安特性及其主要参数。 本章内容目前使用得最广泛的是半导体器件——半导体二极管、稳压管、半导体三极管、绝缘栅场效应管等。本章介绍常用半导体器件的结构、工作原理、伏安特性、主要参数及简单应用。 本章学时6学时 4.1 PN结和半导体二极管 本节学时2学时 本节重点1、PN结的单向导电性; 2、半导体二极管的伏安特性; 3、半导体二极管的应用。 教学方法结合理论与实验,讲解PN结的单向导电性和半导体二极管的伏安特性,通过例题让学生掌握二半导体极管的应用。 4.1.1 PN结的单向导电性 1. N型半导体和P型半导体 在纯净的四价半导体晶体材料(主要是硅和锗)中掺入微量三价(例如硼)或五价(例如磷)元素,半导体的导电能力就会大大增强。掺入五价元素的半导体中的多数载流子是自由电子,称为电子半导体或N型半导体。而掺入三价元素的半导体中的多数载流子是空穴,称为空穴半导体或P型半导体。在掺杂半导体中多数载流子(称多子)数目由掺杂浓度确定,而少数载流子(称少子)数目与温度有关,并且温度升高时,少数载流子数目会增加。 2.PN结的单向导电性 当PN结加正向电压时,P端电位高于N端,PN结变窄,而当PN结加反向电压时,N端电位高于P端,PN结变宽,视为截止(不导通)。 4.1.2 半导体二极管 1.结构 半导体二极管就是由一个PN结加上相应的电极引线及管壳封装而成的。由P区引出的电极称为阳极,N区引出的电极称为阴极。因为PN结的单向导电性,二极管导通时电流方向是由阳极通过管子内部流向阴极。 2. 二极管的种类 按材料来分,最常用的有硅管和锗管两种;按用途来分,有普通二极管、整流二极管、稳压二极管等多种;按结构来分,有点接触型,面接触型和硅平面型几种,点接触型二极管(一般为锗管)其特点是结面积小,因此结电容小,允许通过的电流也小,适用高频电路的检波或小电流的整流,也可用作数字电路里的开关元件;面接触型二极管(一般为硅管)其特点是结面积大,结电容大,允许通过的电流较大,适用于低频整流;硅平面型二极管,结面积大的可用于大功率整流,结面积小的,适用于脉冲数字电路作开关管。

半导体物理与器件复习

半导体物理与器件复习 一、选择填空 1. 非平衡载流子寿命公式 2. 本征载流子浓度公式 3. 本征半导体概念 4. 半导体功函数概念 5. 单位晶胞中原子占据的百分比,原子的数目 6. N型半导体,P型半导体的概念 7. 载流子的迁移率和扩散系数,爱因斯坦关系式,影响载流子的迁移率的因素,两种散射机制 8. PN结击穿的类型,机制 9.金属、半导体、绝缘体的本质区别,半导体的几种类型 二、名词解释和简答题 1. 空间电荷区,存储时间,费米能级,准费米能级,肖特基接触,非本征半导体,简并半导体,直接带隙半导体,电子有效质量,雪崩击穿,单边突变结,电子有效质量,双极输运,欧姆接触,本征半导体,非简并半导体,间接带隙半导体 2. 什么是单边突变结?为什么pn结低掺杂一侧的空间电荷区较宽? 3.为什么随着掺杂浓度的增大,击穿电压反而下降? 4. 对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体,为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同?试加以定性分析。 5.漂移运动和扩散运动有什么不同?对于非简并半导体而言,迁移

率和扩散系数之间满足什么关系? 6. 什么叫统计分布函数?并说明麦克斯韦-玻尔兹曼、玻色-爱因斯坦、费米狄拉克分布函数的区别? 7. 画出肖特基二极管和pn结二极管的正偏特性曲线;并说明它们之间的差别。 8. 空间电荷区是怎样形成的。画出零偏与反偏状态下pn结的能带图。 9. 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。 10. 什么叫浅能级杂质?它们电离后有何特点? 11. 何谓杂质补偿?杂质补偿的意义何在? 12. 何谓非平衡载流子?非平衡状态与平衡状态的差异何在? 13. 什么是声子? 它对半导体材料的电导起什么作用? 三计算题 作业题:3-37,3-40,4-47,7-8,8-6 最后一门学位课,一定要认真复习。

半导体物理学 (第七版) 习题答案

半导体物理习题解答 1-1.(P 32)设晶格常数为a 的一维晶格,导带极小值附近能量E c (k )和价带极大值附近能量E v (k )分别为: E c (k)=0223m k h +022)1(m k k h -和E v (k)= 0226m k h -0 2 23m k h ; m 0为电子惯性质量,k 1=1/2a ;a =0.314nm 。试求: ①禁带宽度; ②导带底电子有效质量; ③价带顶电子有效质量; ④价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。 [解] ①禁带宽度Eg 根据dk k dEc )(=0232m k h +0 12)(2m k k h -=0;可求出对应导带能量极小值E min 的k 值: k min = 14 3 k , 由题中E C 式可得:E min =E C (K)|k=k min = 2 10 4k m h ; 由题中E V 式可看出,对应价带能量极大值Emax 的k 值为:k max =0; 并且E min =E V (k)|k=k max =02126m k h ;∴Eg =E min -E max =021212m k h =2 02 48a m h =11 28282 2710 6.1)1014.3(101.948)1062.6(----???????=0.64eV ②导带底电子有效质量m n 0202022382322 m h m h m h dk E d C =+=;∴ m n =022 283/m dk E d h C = ③价带顶电子有效质量m ’ 022 26m h dk E d V -=,∴022 2'61/m dk E d h m V n -== ④准动量的改变量 h △k =h (k min -k max )= a h k h 83431= [毕] 1-2.(P 33)晶格常数为0.25nm 的一维晶格,当外加102V/m ,107V/m 的电场时,试分别计算电子自能带 底运动到能带顶所需的时间。 [解] 设电场强度为E ,∵F =h dt dk =q E (取绝对值) ∴dt =qE h dk

半导体物理与器件第四版课后习题答案3

Chapter 3 3.1 If o a were to increase, the bandgap energy would decrease and the material would begin to behave less like a semiconductor and more like a metal. If o a were to decrease, the bandgap energy would increase and the material would begin to behave more like an insulator. ________________________ _______________ 3.2 Schrodinger's wave equation is: ()()() t x x V x t x m , , 22 2 2 ψ ? + ? ψ ? - () t t x j ? ψ ? = , Assume the solution is of the form: AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF

AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF ()()??? ????????? ????? ??-=ψt E kx j x u t x exp , Region I: ()0=x V . Substituting the assumed solution into the wave equation, we obtain: ()??? ????????? ????? ??-?????-t E kx j x jku x m exp 22 ()?? ??????????????? ????? ??-??+ t E kx j x x u exp ()??? ????????? ????? ??-???? ??-=t E kx j x u jE j exp which becomes ()()??? ????????? ????? ??-???-t E kx j x u jk m exp 22 2 ()??? ????????? ????? ??-??+t E kx j x x u jk exp 2 ()?? ? ?????????????? ????? ??-??+t E kx j x x u exp 2 2 ()??? ????????? ????? ??-+=t E kx j x Eu exp This equation may be written as ()()()()0222222 =+??+??+-x u mE x x u x x u jk x u k Setting ()()x u x u 1 = for region I, the equation becomes: ()() () ()0212212 12=--+x u k dx x du jk dx x u d α where 2 2 2 mE = α Q.E.D. In Region II, ()O V x V =. Assume the same

【免费下载】常用半导体器件及应用单元测验附答案

项目六 常用半导体器件及应用 班级 姓名 成绩 一、填空题:(35分) 1.制作半导体器件时,使用最多的半导体材料是 硅 和 锗 。 2.根据载流子数目的不同,可以将半导体分为 本征半导体 、 P 型半导体 和 N 型半导体 三种。 3.PN 结的单向导电性是指:加正向电压 导通 ,加反向电压 截止 。PN 结正偏是指P 区接电源 正 极,N 区接电源 负 极。 4.半导体二极管由一个 PN 结构成,它具有 单向导电 特性。 5.硅二极管的门坎电压是 0.5V ,正向导通压降是 0.7V ;锗二极管的门坎电压是 0.2V ,正向导通压降是 0.3V 。 6.半导体稳压二极管都是 硅 材料制成的。它工作在 反向击穿 状态时,才呈现稳压状态。 7.晶体三极管是由三层半导体、两个PN 结构成的一种半导体器件,两个PN 结分别为 发射结 和 集电结 ;对应的三个极分别是 发射极e 、 基极b 、 集电极c 。 8.半导体三极管中,PNP 的符号是 ,NPN 的符号是 。9.若晶体三极管集电极输出电流I C =9 mA ,该管的电流放大系数为β=50,则其输入电流I B =_0.18_mA 。10.三极管具有电流放大作用的实际是:利用 基极 电流实现对 集电极 电流的控制。因此三极管是 电流 控制型器件。11.三极管的输出特性曲线可分为三个区域,即_放大_区,__饱和_区和_截止_区。12.放大电路静态工作点随 温度 变化而变化, 分压式 偏置电路可较好解决此问题。13.对于一个晶体管放大器来说,一般希望其输入电阻要 大 些,以减轻信号源的负担,提高抗干扰能力;输出电阻要 小 些,以增大带动负载的能力。二、判断题:(10分,将答案填在下面的表格内) 题号12345678910答案××√××√√×√× 1.P 型半导体带正电,N 型半导体带负电。( ) 2.半导体器件一经击穿便即失效,因为击穿是不可逆的。( ) 3.桥式整流电路中,若有一只二极管开路,则输出电压为原先的一半。( ) 4.用两个PN 结就能构成三极管,它就具有放大作用。( ) 5.β越大的三极管,放大电流的能力越强,管子的性能越好。 6.三极管和二极管都是非线性器件。( ) 7.三极管每一个基极电流都有一条输出特性曲线与之对应。( )等多项对全系统启备高中免不

半导体物理与器件第四版课后习题答案

Chapter 3 3、1 If were to increase, the bandgap energy would decrease and the material would begin to behave less like a semiconductor and more like a metal、 If were to decrease, the bandgap energy would increase and the material would begin to behave more like an insulator、 _______________________________________ 3、2 Schrodinger's wave equation is: Assume the solution is of the form: Region I: 、 Substituting the assumed solution into the wave equation, we obtain: which bees This equation may be written as Setting for region I, the equation bees: where Q、E、D、 In Region II, 、 Assume the same form of the solution: Substituting into Schrodinger's wave equation, we find: This equation can be written as: Setting for region II, this equation bees where again Q、E、D、 _______________________________________ 3、3 We have Assume the solution is of the form: The first derivative is and the second derivative bees Substituting these equations into the differential equation, we find bining terms, we obtain We find that Q、E、D、 For the differential equation in and the proposed solution, the procedure is exactly the same as above、 _______________________________________ 3、4 We have the solutions for and for 、 The first boundary condition is which yields The second boundary condition is which yields The third boundary condition is which yields

半导体物理学试题及答案

半导体物理学试题及答案 半导体物理学试题及答案(一) 一、选择题 1、如果半导体中电子浓度等于空穴浓度,则该半导体以( A )导电为主;如果半导体中电子浓度大于空穴浓度,则该半导体以( E )导电为主;如果半导体中电子浓度小于空穴浓度,则该半导体以( C )导电为主。 A、本征 B、受主 C、空穴 D、施主 E、电子 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、电子是带( B )电的( E );空穴是带( A )电的( D )粒子。 A、正 B、负 C、零 D、准粒子 E、粒子 4、当Au掺入Si中时,它是( B )能级,在半导体中起的是( D )的作用;当B掺入Si中时,它是( C )能级,在半导体中起的是( A )的作用。 A、受主 B、深 C、浅 D、复合中心 E、陷阱 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( A )。 A、相同 B、不同 C、无关

6、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中,当温度升高时,电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是( B )。 A、变大,变小 ; B、变小,变大; C、变小,变小; D、变大,变大。 7、砷有效的陷阱中心位置(B ) A、靠近禁带中央 B、靠近费米能级 8、在热力学温度零度时,能量比EF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EF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 9、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 10、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 11、一块半导体材料,光照在材料中会产生非平衡载

常用半导体器件习题考答案

第7章 常用半导体器件 习题参考答案 7-1 计算图所示电路的电位U Y (设D 为理想二极管)。 (1)U A =U B =0时; (2)U A =E ,U B =0时; (3)U A =U B =E 时。 解:此题所考查的是电位的概念以及二极管应用的有关知识。从图中可以看出A 、B 两点电位的相对高低影响了D A 和D B 两个二极管的导通与关断。 当A 、B 两点的电位同时为0时,D A 和D B 两个二极管的阳极和阴极(U Y )两端电位同时为0,因此均不能导通;当U A =E ,U B =0时,D A 的阳极电位为E ,阴极电位为0(接地),根据二极管的导通条件,D A 此时承受正压而导通,一旦D A 导通,则U Y >0,从而使D B 承受反压(U B =0)而截止;当U A =U B =E 时,即D A 和D B 的阳极电位为大小相同的高电位,所以两管同时导通,两个1k Ω的电阻为并联关系。本题解答如下: (1)由于U A =U B =0,D A 和D B 均处于截止状态,所以U Y =0; (2)由U A =E ,U B =0可知,D A 导通,D B 截止,所以U Y =E ? +9 19=109E ; (3)由于U A =U B =E ,D A 和D B 同时导通,因此U Y =E ?+5.099=1918E 。 7-2 在图所示电路中,设D 为理想二极管,已知输入电压u i 的波形。试画出输出电压u o 的波形图。 解:此题的考查点为二极管的伏安特性以及电路的基本知识。 首先从(b )图可以看出,当二极管D 导通时,电阻为零,所以u o =u i ;当D 截止时,电阻为无穷大,相当 于断路,因此u o =5V ,即是说,只要判断出D 导通与否, 就可以判断出输出电压的波形。要判断D 是否导通,可 以以接地为参考点(电位零点),判断出D 两端电位的高 低,从而得知是否导通。 u o 与u i 的波形对比如右图所示: 7-3 试比较硅稳压管与普通二极管在结构和运用上有 何异同 (参考答案:见教材) 7-4 某人检修电子设备时,用测电位的办法,测出管脚①对地电位为-;管脚②对地电位

半导体物理与器件复习资料

非平衡载流子寿命公式: 本征载流子浓度公式: 本征半导体:晶体中不含有杂质原子的材料 半导体功函数:指真空电子能级E 0与半导体的费米能级E f 之差 电子>(<)空穴为n(p)型半导体,掺入的是施主(受主)杂质原子。 Pn 结击穿的的两种机制:齐纳效应和雪崩效应 载流子的迁移率 扩散系数 爱因斯坦关系式 两种扩散机制:晶格扩散,电离杂质扩散 迁移率受掺杂浓度和温度的影响 金属导电是由于自由电子;半导体则是因为自由电子和空穴;绝缘体没有自由移动的带电粒子,其不导电。 空间电荷区:冶金结两侧由于n 区内施主电离和p 区内受主电离而形成的带净正电与负电的区域。 存储时间:当pn 结二极管由正偏变为反偏是,空间电荷区边缘的过剩少子浓度由稳定值变为零所用的时间。 费米能级:是指绝对零度时,电子填充最高能级的能量位置。 准费米能级:在非平衡状度下,由于导带和介质在总体上处于非平衡,不能用统一的费米能级来描述电子和空穴按能级分布的问题,但由于导带中的电子和价带中的空穴按能量在各自能带中处于准平衡分布,可以有各自的费米能级成为准费米能级。 肖特基接触:指金属与半导体接触时,在界面处的能带弯曲,形成肖特基势垒,该势垒导放大的界面电阻值。 非本征半导体:将掺入了定量的特定杂质原子,从而将热平衡状态电子和空穴浓度不同于本征载流子浓度的材料定义为非本征半导体。 简并半导体:电子或空穴的浓度大于有效状态密度,费米能级位于导带中(n 型)或价带中(p 型)的半导体。 直接带隙半导体:导带边和价带边处于k 空间相同点的半导体。 电子有效质量:并不代表真正的质量,而是代表能带中电子受外力时,外力与加速度的一个比例常熟。 雪崩击穿:由空间电荷区内电子或空穴与原子电子碰撞而产生电子--空穴对时,创建较大反偏pn 结电流的过程 1、什么是单边突变结?为什么pn 结低掺杂一侧的空间电荷区较宽? ①冶金结一侧的掺杂浓度大于另一侧的掺杂浓度的pn 结;②由于pn 结空间电荷区p 区的受主离子所带负电荷与N 区的施主离子所带正电荷的量是相等的,而这两种带点离子不能自由移动的,所以空间电荷区内的低掺杂一侧,其带点离子的浓度相对较低,为了与高掺杂一侧的带电离子的数量进行匹配,只有增加低掺杂一侧的宽度 。 2、为什么随着掺杂弄得的增大,击穿电压反而下降? 随着掺杂浓度的增大,杂质原子之间彼此靠的很近而发生相互影响,分离能级就会扩展成微带,会使原奶的导带往下移,造成禁带宽度变宽,不如外加电压时,能带的倾斜处隧长度Δx 变得更短,当Δx 短到一定程度,当加微小电压时,就会使p 区价带中电子通过隧道效应通过禁带而到达N 区导带,是的反响电流急剧增大而发生隧道击穿,所以。。。。。。 3、对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体,为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同?试加以定性分析。 对于重掺杂半导体,在低温时,杂质散射起主导作用,而晶格振动散射与一般掺杂半导体相比较影响并不大,所以这时随着温度的升高,重掺杂半导体的迁移率反而增加;温度继续增加下,晶格振动散射起主导作用,导致迁移率下降。 对于一般掺杂半导体,由于杂质浓度低,电离杂子散射基本可以忽略,其主要作用的是晶格振动散射,所以温度越高,迁移率越小。 4、漂移运动和扩散运动有什么不同?对于非简并半导体而言,迁移率和扩散系数之间满足什么关系? 漂移运动是载流子在外电场的作用下发生的定向运动,而扩散运动是由于浓度分布不均,导致载流子从浓度高的地方向浓度低的地方定向运动。前者的推动力是外电场,后者的推动力是载流子的分布引起的。 关系为:T k D 0 //εμ= 5、什么叫统计分布函数?并说明麦克斯韦-玻尔兹曼、玻色-爱因斯坦、费米狄拉克分布函数的区别? 描述大量粒子的分部规律的函数。 ①麦克--滋曼分布函数:经典离子,粒子可区分,而且每个能态多容纳的粒子数没有限制。 ②波色--斯坦分部函数:光子,粒子不可区分,每个能态所能容纳的粒子数没有限制。 ③费米狄拉克分布函数:晶体中的电子,粒子不可分辨,而且每个量子态,只允许一个粒子。 6、画出肖特基二极管和pn 结二极管的正偏特性曲线;并说明它们之间的差别。 两个重要的区别:反向饱和电流密度的数量级,开关特性; 两种器件的电流输运机构不同:pn 结中的电流是由少数载流子的扩散运动决定的,而肖特基势垒二极管中的电流是由多数载流子通过热电子发射越过内建电势差而形成的。 肖特基二极管的有效开启电压低于pn 结二极管的有效开启电压。 7、(a )5个电子处于3个宽度都为a=12A °的三维无限深势阱中,假设质量为自由电子质量,求T=0k 时费米能级(b )对于13个电子呢? 解:对于三维无限深势阱 对于5个电子状态,对应nxnynz=221=122包含一个电子和空穴的状态 ev E F 349.2)122(261.022=++?= 对于13个电子……=323=233 ev E F 5.742)323(261.0222=++?= 8、T=300k 时,硅的实验测定值为p 0=2×104cm -3,Na=7*1015cm -3, (a)因为P 0

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