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电子科技大学半导体物理期末考试试卷试题答案

一、选择题（每题3分，共30分）

1.本征半导体中，载流子的产生主要是由于（）

A.杂质电离B.热激发C.光激发D.电场作用

答案：B

解析：本征半导体是完全纯净的、具有晶体结构的半导体。在本征半导体中，载流子（电子和空穴）主要是由热激发产生的。热激发使价带中的电子获得足够的能量跃迁到导带，从而产生电子空穴对。杂质电离是掺杂半导体中载流子的产生方式；光激发也能产生载流子，但不是本征半导体载流子产生的主要方式；电场作用主要是使载流子定向运动，而不是产生载流子。

2.杂质半导体中，多子的浓度主要取决于（）

A.温度B.杂质浓度C.光照D.电场

答案：B

解析：杂质半导体分为n型和p型。在n型半导体中，多子是电子，是由施主杂质电离提供的；在p型半导体中，多子是空穴，是由受主杂质电离提供的。所以多子的浓度主要取决于杂质浓度。温度会影响载流子的浓度，但对多子浓度的影响相对较小；光照会产生额外的载流子，但不是多子浓度的主要决定因素；电场主要影响载流子的运动，而不是浓度。

3.当半导体处于热平衡状态时，下列说法正确的是（）

A.载流子产生率大于复合率B.载流子产生率小于复合率

C.载流子产生率等于复合率D.载流子产生率和复合率无关

答案：C

解析：热平衡状态是指半导体在一定温度下，没有外界因素（如光照、电场等）影响时的稳定状态。在热平衡状态下，载流子的产生和复合达到动态平衡，即载流子产生率等于复合率。

4.以下哪种情况会使半导体的电阻率增大（）

A.温度升高B.掺杂浓度增加

C.光照增强D.施加反向偏压（对于PN结）

答案：D

解析：温度升高时，本征激发增强，载流子浓度增加，电阻率减小；掺杂浓度增加，多子浓度增加，导电能力增强，电阻率减小；光照增强会产生额外的载流子，使载流子浓度增加，电阻率减小。对于PN结，施加反向偏压时，空间电荷区变宽，载流子浓度减小，导电能力减弱，电阻率增大。

5.费米能级的物理意义是（）

A.电子的平均能量B.电子占据概率为0.5的能级

C.电子的最高能量D.导带底的能量

答案：B

解析：费米能级是描述电子在不同能级上分布概率的一个重要物理量。在绝对零度时，费米能级以下的能级被电子完全占据，费米能级以上的能级完全空着；在非绝对零度时，费米能级是电子占据概率为0.5的能级。

6.在PN结中，空间电荷区的形成是由于（）

A.载流子的扩散运动B.载流子的漂移运动

C.杂质的扩散D.电场的作用

答案：A

解析：当P型半导体和N型半导体接触时，由于P区空穴浓度高，N区电子浓度高，会发生载流子的扩散运动。P区的空穴向N区扩散，N区的电子向P区扩散，在交界面附近形成了空间电荷区。随着空间电荷区的形成，会产生内建电场，内建电场会引起载流子的漂移运动，当扩散运动和漂移运动达到动态平衡时，空间电荷区的宽度就稳定下来。

7.晶体管工作在放大区时，发射结和集电结的偏置情况是（）

A.发射结正偏，集电结正偏B.发射结正偏，集电结反偏

C.发射结反偏，集电结正偏D.发射结反偏，集电结反偏

答案：B

解析：晶体管要工作在放大区，需要满足发射结正偏，集电结反偏的条件。发射结正偏可以使发射区的多数载流子（对于NPN型晶体管是电子）顺利注入基区；集电结反偏可以使基区中扩散到集电结附近的载流子被集电结的电场收集到集电区，从而实现电流放大作用。

8.对于MOS场效应管，增强型和耗尽型的区别在于（）

A.导电沟道的类型B.是否存在原始导电沟道

C.栅极电压的极性D.漏极电流的方向

答案：B

解析：增强型MOS场效应管在栅极电压为零时没有导电沟道，只有当栅极加上一定的电压时才会形成导电沟道；耗尽型MOS场效应管在栅极电压为零时就存在原始导电沟道，栅极电压可以改变导电沟道的宽窄，从而控制漏极电流。

9.半导体的光电导效应是指（）

A.光照使半导体的电导率增加B.光照使半导体的电阻增加

C.光照使半导体的电容增加D.光照使半导体的电感增加

答案：A

解析：光电导效应是指当半导体受到光照时，由于光激发产生额外的载流子（电子空穴对），使载流子浓度增加，从而导致半导体的电导率增加，电阻减小。

10.以下哪种半导体材料的禁带宽度最大（）

A.硅（Si）B.锗（Ge）C.砷化镓（GaAs）D.碳化硅（SiC）

答案：D

解析：常见半导体材料的禁带宽度：硅（Si）约为1.12eV，锗（Ge）约为0.67eV