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固体电子器件原理期末考试题A卷及答案

得分

一、能带图(27分)

评分人

1.画出硅pn结零偏、反偏和正偏条件下的能带图，标出

有关能量。(9分)

2.画出n型衬底上理想的金属-半导体接触（理想金属-半导体接触的含义：



金属-半导体界面无界面态，不考虑镜像电荷的作用）的能带图，(a),(b)

msm

.分别指出该接触是欧姆接触还是整流接触?（要求画出接触前和接触后的能

s

带图）(8分)



,

ms

,

ms

3.画出p型硅衬底上理想MOS结构（理想MOS结构的含义：栅极材料与衬

底半导体无功函数差，栅极-氧化层-衬底无界面态，氧化层为理想的介质层）半导

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体表面处于反型状态时的能带图。(5分)

+

4.重掺杂的n多晶硅栅极-二氧化硅-n型半导体衬底形成的MOS结构，假定

氧化层电荷为零。画出MOS结构在平衡态的能带图，说明半导体表面状态。（5

分）

得分

评分人二、器件工作机理和概念(35分)

1.简述突变空间电荷区近似的概念。(5分)

现在以突变pn结为例来研究平衡pn结的特性。我们知道，在p型半导体中，空穴是多

数载流子，电子是少数载流子；而在n型半导体中，电子是多数载流子，空穴是少数载流子。

于是，在pn结冶金界面的两侧因浓度差而出现了载流子的扩散运动。p区的空穴向n区扩散，

在冶金界面的p型侧留下电离的不可动的受主离子;同理，n区的电子向p区扩散，在冶金界

面的n型侧留下电离的不可动的施主离子。电离的受主离子带负电，电离的施主离子带正电。

于是，随着扩散过程的进行，在pn结界面两侧的薄层内，形成了由不可动的正负电荷组成的

非电中性区域。我们把这一区域称为pn结空间电荷区，如图所示。

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空间电荷的出现，在pn结两侧产生了由正电荷指向负电荷的电场E，即由n区指向p

bi

区的电场。这一电场称为自建电场或内建电场。在自建电场的作用下，空间电荷区内n型侧

空穴向p区漂移，p型侧电子向n区漂移，同时产生与p区空穴和n区电子的扩散方向相反的

“推挡”作用，减弱了浓度差引起的扩散运动对载流子的输运作用。当扩散运动与自建电场

的作用达到动态平衡时，载流子通过pn结界面的净输运为零，空间电荷区的宽度不再变化，

自建电场的大小也不再变化。