半导体物理试卷及答案.docxVIP

《 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 Dpτp p p dx p q p p ?p ? ?t ?2 p DP ?x2 ? μp  E ? E ?p?x? μp p ?p ?x ? ?p ? g τ p p ? N exp(? EFp ?