2010“半导体物理”期中试题解答.pptVIP

《半导体物理》 期中试题解答;一、填空题;7.电子在晶体中的共有化运动指的是电子在晶体各元胞对应点出现的几率相同 的几率相同。 8. 硅的晶体结构和能带结构分别是 金刚石 型和 间接带隙型。;二、选择题;下列哪个参数不能由霍尔效应实验确定 C 。 迁移率 载流子浓度 有效质量m* 半导体极性 重空穴指的是 D 。 质量较大的原子组成的半导体中的空穴 比电子质量大的空穴 价带顶附近曲率较大的等能面上的空穴 价带顶附近曲率较小的等能面上的空穴;半导体中载流子迁移率的大小主要决定于 B 。 复合机构 散射机构 能带结构 晶体结构 若某材料电阻率随温度升高而单调下降，该材料是 A 。 本征半导体 杂质半导体 金属 杂质化合物半导体;6．以长声学波为主要散射机构时，电子的迁移率μn 与温度的 B 。 A. 平方成正比 B. 3/2次方成反比 C. 平方成反比 D. 1/2次方成正比 7. 公式;8. 对于一定的n型半导体材料，温度一定时，减少掺杂浓度，将导致 D 靠近Ei； A、Ec; B、Ev; C、Eg; D、EF。 9. 当施主能级ED与费米能级EF相等时，电离施主的浓度为施主浓度的 C 倍； A、1; B、1/2; C、1/3; D、1/4. 10. 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;三、设半导体有两个价带，带顶均在k=0处且能量相等，带顶空穴有效质量有以下关系： ，试定性画出两者的E-k关系图。;四、分析化合物半导体PbS中S的间隙原子是形成施主还是受主？;五、 1）计算下面两种材料在室温下的载流子浓度： （1）掺入密度为1014/cm3 B的锗材料； （2）掺入密度为1014/cm3 B的硅材料。2）制作一种p-n结需要一种P型材料，工作温度是室温（300K）, 试判断上面两种材料中哪一种适用，并说明理由。（在室温下，硅：ni=1.5×1010/cm3 锗：ni=2.4×1013/cm3）;解：;掺入硅：;六、简述N型半导体载流子浓度、费米能级随温度变化的规律，并绘出示意图，在图中标明所处温区。;EC;七、室温下，在元素半导体Si中掺入1016/cm3 P后，半导体为哪种极性半导体？P元素是施主还是受主？此时半导体的多数载流子和少数载流子分别是什么？浓度分别是多少？(室温下，Si的ni =1.5×1010/cm3)。;半导体为N型半导体； P元素是施主； 多子是电子，空穴是少子； 室温下， ND=1016/cm3 ni=1.5×1010/cm3 半导体处于饱和电离区;八、试论证非简并半导体在热平衡时载流子浓度积与杂质浓度无关，而与禁带宽度有关。;浓度积;九、一个晶格常数为a的一维晶体，其电子能量E与波矢k的关系是：讨论在这个能带中的电子，其有效质量和速度如何随k变化。;设一n型半导体导带电子的有效质量为m*n=mo,试证明 在300K时，使得费米能级EF=(EC+ED)/2的施主浓度为ND= 2NC。（设此时的施主的电离很弱，按非简并情况处理）;当电离很弱时，即;有一硅样品在温度为300k时，施主与受主的浓度差ND-NA=1014 cm-3,设杂质全部电离，已知该温度下导带底的有效状态密度NC =2.9×1019cm-3，硅的本征载流子浓度ni=1.5×1010cm-3,求 样品的费米能级位于哪里？ ;所以，;在半导体锗材料中，掺入施主杂质浓度ND=1014cm-3, 受主杂质 浓度NA=7×1013cm-3,设室温下本征锗的电阻率为60Ω.cm， 假设电子和空穴的迁移率分别为μn=3600cm2/Vs，μp=1800 cm2/Vs，如流过样品的电流密度为52.3mA/cm2, 求所加的电场 强度。 （提示：杂质完全电离，先求ni,由电中型条件和n0×p0=ni2 求n0和p0，再求电导率和电场） ;;