2025年半导体物理综合练习题 .pdfVIP

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

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。

解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（≥E）被激发到导带

g

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。

2、试指出空穴的主要特征。

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、E=-E

Pn

D、m*=-m*。

Pn

3、试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。

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。

4、简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征。

解：

（1）Ge、Si:

操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰

a）Eg(Si：0K)=；Eg(Ge：0K)=；

b）间接能隙结构

c）禁带宽度E随温度增加而减小；

g

（2）GaAs：

a）E（300K）=，Eg(0K)=；

g

b）直接能隙结构；

-4

c）Eg负温度系数特性：dE/dT=×10eV/K；

g

5、什么叫浅能级杂质它们电离后有何特点

解：浅能级杂质是指其杂质电离能远小于本征半导体的禁带宽度的杂

质。它们电离后将成为带正电（电离施主）或带负电（电离

受主）的离子，并同时向导带提供电子或向价带提供空穴。

6、什么叫施主什么叫施主电离施主电离前后有何特征试举例说明之，

并用能带图表征出n型半导体。

解：半导体中掺入施主杂质后，施主电离后将成为带正电离子，并同

时向导带提供电子，这种杂质就叫施主。

施主电离成为带正电离子（中心）的过程就叫施主电离。

施主电离前不带电，电离后带正电。例如，在Si中掺P，P

为Ⅴ族元素，

本征半导体Si为Ⅳ族元素，P掺入Si中后，P的最外层电子有

四个与Si的最外层四个电子配对成为共价电子，而P的第五个外层

电子将受到热激发挣脱原子实的束缚进入导带成为自由电子。这个过

程就是施主电离。

n型半导体的能带图如图所示：其费米能级位于禁