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《 半导体物理 》课程考试试卷( A )
开课二级学院:,考试时间: 年 月 日 时
考试形式:闭卷√、开卷□,允许带 计算器 入场
考生姓名: 学号: 专业: 班级:
题序
—
二
三
四
五
六
七
八
总分
得分
评卷人
装
一、选择题(每小题 2 分,共 10 分)
1、室温下一硫化镉样品的可动载流子密度为1016 cm?3 ,迁移率为100cm2 /Vs ,则此样品的电导率是 (?cm)?1 。
A.16 B.17 C.18 D.19
2、一块 2cm 长的硅片, 横截面是 0.1cm2 , 用于测量电子迁移率。已知掺杂浓度为
DN ? 1015 cm?3 ,测得电阻值为90? ,则其电子迁移率为 cm2 /Vs 。
D
A.1450 B.550 C.780 D.1390
3、室温下,费米分布函数在 EF 处的值为
订 A.0 B.0.5 C.0.56 D.1
4、对某块掺杂硅材料在整个温度范畴内测量霍尔系数,成果均为 RH ? 0 ,则该材料的导电类型为
A.N 型 B.P 型 C.本征 D.不拟定
ds5、一种零偏压下的 PN 结电容,每单位面积的耗尽层电容C ? 0.772mF / m2 ,硅的介电常数ε 为11.8? 8.85?10?12 F / m ,则耗尽层宽度是
d
s
135μm
125μm
135nm
125nm
二、判断题(每小题 2 分,共 10 分)
线 1、载流子的扩散运动产生漂移电流。
(
)
2、简并化半导体的重要特点是掺杂浓度很低。
(
)
3、SiC 是宽带隙的半导体材料。
(
)
4、弗仑克尔缺点是指空位和间隙原子成对出现的缺点。
(
)
5、对于窄禁带半导体材料,热电击穿是重要的击穿机制。
(
)
三、填空题(每空 2 分,共 10 分)
1、有效的陷阱中心能级在 附近。
2、一定温度下,非简并半导体的热平衡载流子浓度的乘积 n0 p0 = 。
3、最初测出载流子有效质量的实验名称是 。
4、金属半导体接触可分为两类,分别是 和欧姆接触。
5、不含任何杂质和缺点的抱负半导体称为 半导体。
四、名词解释(每小题 4 分,共 8 分)
1、耿氏效应
2、准费米能级
五、简答题(每小题 8 分,共 16 分)
1、解释什么是深能级杂质和浅能级杂质?硅中掺入的硼属于哪一种杂质?硅中掺入的金属于哪一种杂质,起什么作用?
2、简述费米分布函数和玻尔兹曼分布函数的区别。
A D六、计算:(共 12 分)假设在 PN 结的两侧有相似和均匀的掺杂, N ? N ? 5?1016 cm?3 ,
A D
装
i七、计算:(共 18 分)已知:室温300K 下,一块 P 型硅样品的电阻率为0.5?cm ,电子迁移率为1450cm2 /Vs ,空穴迁移率为500cm2 /Vs ,本征载流子浓度 n 为1.02 ?1010 cm?3 。求:
i
电子和空穴的浓度;(2)用一束光照射样品,可产生电子-空穴对2 ?1016 cm?3 ,求电阻率的最大变化量。
订
线
八、作图题(共 16 分)
1、(共 8 分)某热平衡状态下的 PN 结如图所示,灰色部分表达耗尽层宽度。
请画出该 PN 结在热平衡状态下的能带图,标出 EC 、 EV 和 EF 。
请画出该 PN 结在反向偏压下的能带图,标出 EC 、 EV 和 EF ,并在上图中画出反向偏压下 PN 结耗尽层宽度的变化。
2、(共 8 分)画出金属与 N 型半导体接触的平衡状态能带图:(1) Wm ? Ws ;(2) Wm ? Ws 。
惯用的参数:
T ? 300K ,
k T ? 0.026eV , n ? 1.02 ?1010 cm?3, ε ? 11.8, ε ? 8.85?10?12 F / m
0 i Si 0
可能会用到的公式:
f (E) ?
1
1? e( E ? EF ) / kT
f (E) ? e?( E ? EF ) / kT
C ? Cd
(0)(1? VR )
Vbi
? 1
2 ?
(1? VR )? 2
A 2ε
A 2εs qNA
2
Vbi
1
V ?1
aε2 1
V ?1
C ? C (0)(1? R ) 3 ? A( s )3 (1? R ) 3
d V 12V V
bi bi bi
2εs ( NA ? ND )Vq
2εs ( NA ? ND )V
q N N
bi
A D
bi q
S ? D dp
ni2
D
d
Dpτp? k0T μ
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p p dx p q p p
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