《半导体物理学》期末考试试卷（C卷）-往届.doc

<p>行政班级： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;姓名： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 学号： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 选课班级： &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
……………………………………密………………………封……………………线…………………………
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 密封线内不得答题 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;

赣南师范学院考试卷（ C卷 ）
2010–2011学年第一学期期末考试试卷（C卷）
开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总 分
得分

评卷人

注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；
2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；
3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。

一、 填空题（共30分，每空1分）
1、施主杂质电离后向 &nbsp; &nbsp;带释放 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，在材料中形成局域的 &nbsp; &nbsp;电中心；受主杂质电离后向 &nbsp; &nbsp;带释放 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，在材料中形成 &nbsp; &nbsp;电中心。

2、本征半导体的电中性方程是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
&nbsp; 只含有一种施主杂质的半导体，电中性方程是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
&nbsp; 只含有一种受主杂质的半导体，电中性方程是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
&nbsp; 含一种施主杂质和一种受主杂质的半导体，电中性方程是 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;

3、在外加电压作用下，导体内部的自由电子受到电场力的作用，沿着电场的反方向作定向运动，这种运动称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，因这种运动会形成 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。

4、产生非平衡载流子的外部作用撤除后，由于半导体的内部作用，使它由 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 态
恢复到 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;态， &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;逐渐消失，这一过程称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
非平衡载流子的平均生存时间称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。

5、 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，而 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 是反映存在浓度梯度时载流子运动的难易程度的物理量。爱因斯坦从理论上找到了 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 情况下它们之间的定量关系，对电子和空穴，爱因斯坦关系式分别为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;、 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;。

6、电子在 &nbsp; &nbsp; &nbsp;与 &nbsp; &nbsp; &nbsp;间直接跃迁而引起非平衡载流子的复合称为直接复合；非平衡载流子通过复合中心的复合称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，复合中心是指促进复合过程的 &nbsp; &nbsp; &nbsp;
和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 。

7、在半导体表面处的禁带中存在着表面态，对应的能级称为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; ，表面态一般分为 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;和 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 两种。

二、 选择题（共10分，每题2分）
1、本征半导体是指 &nbsp; &nbsp; &nbsp; 的半导体。
A、不含杂质和缺陷 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
B、电子密度与空穴密度相等
C、电阻率最高 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
D、电子密度与本征载流子密度相等

2、在Si材料中掺入P，则使得费米能级 &nbsp; &nbsp; &nbsp;
A、在禁带中线处 &nbsp;
B、靠近导带底 &nbsp;
C、靠近价带顶 &nbsp;
D、以上都不是

3、以下说法不正确的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp;
A、价带电子激发成为导带电子的过程，称为本征激发。
B、本征激发后，形成了导带电子和价带空穴，在外电场作用下，它们都将参与导电。
C、电子可以从高能量的量子态跃迁到低能量的量子态，并向晶格释放能量。
D、处于热平衡状态下的导电电子和空穴称为热载流子。

4、以下说法不正确的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp;
A、对n型半导体，随着施主浓度ND的增加，费米能级EF从禁带中线逐渐向导带底方向靠近。
B、对p型半导体，随着受主浓度NA的增加，费米能级EF从禁带中线逐渐向价带底方向靠近。
C、杂质半导体中载流子浓度和费米能级EF的位置由温度所决定，与杂质浓度无关。
D、在杂质半导体中，费米能级EF的位置不但反映了半导体的导电类型，而且还反映了半导体的掺杂水平。

5、关于电中性方程，说法不正确的是 &nbsp; &nbsp; &nbsp;
A、这是含有一种施主杂质和一种受主杂质情况下的电中性条件。
B、它的意义是半导体中单位体积内带正电的空穴数等于单位体积中带负电的电子数。
C、半导体中荷电的包括导带电子、价带空穴、电离施主和电离受主。
D、该条件下，宏观状态表现为半导体不显电性。

三、计算题（共60分）
1、有一掺磷的n型硅，，分别计算温度为（1）300K;(2)500K时导带中电子浓度（本征激发载流子浓度，300K时，，500K时，）。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（本题10分）

2、掺有浓度为砷原子和铟原子的Ge材料，分别计算（1）300K(2)600K时费米能级的位置及多子和少子浓度（已知Ge的本征载流子浓度:300K时，，600K时，;）。 &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;
（本题20分）

3、试计算本征Si在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1350和500。当掺入百万分之一的As后，设杂质全部电离，试计算其电导率。比本征Si的电导率增大了多少倍？（已知：室温下；Si的原子密度为；电离杂质浓度时，电子迁移率为：） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; （本题10分）

4、在掺杂浓度，少数载流子寿命为10μs的n型硅中，如果由于外界作用，少数载流子全部被清除，那么在这种情况下电子－空穴对的产生率是多大？（设） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; （本题10分）

5、施主浓度的n型硅，室温下的功函数是多少？若不考虑表面态的影响，它分别同Al，Mo接触时，形成阻挡层还是反阻挡层？（硅的电子亲和能取4.05eV，，） &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;（本题10分）

第3页 &nbsp;共3页
&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;</p>