2025年大学第一学年（电子科学与技术）半导体基础测试题及答案.doc

2025年大学第一学年（电子科学与技术）半导体基础测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）

答题要求：本卷共8题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。

1. 以下哪种材料不属于半导体？（ ）
A. 硅 B. 锗 C. 铜 D. 砷化镓
2. 本征半导体中自由电子和空穴的数量关系是（ ）
A. 自由电子多于空穴 B. 空穴多于自由电子
C. 自由电子和空穴数量相等 D. 无法确定
3. 当给半导体施加正向偏置电压时，其内部电流主要是（ ）
A. 扩散电流 B. 漂移电流 C. 既不是扩散电流也不是漂移电流 D. 两者都有且相等
4. 半导体的导电能力随温度升高而（ ）
A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 先增强后减弱
5. 杂质半导体中，N型半导体的多数载流子是（ ）
A. 自由电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子
6. 半导体二极管的主要特性是（ ）
A. 单向导电性 B. 双向导电性 C. 放大作用 D. 稳压作用
7. 稳压二极管正常工作时处于（ ）
A. 正向导通状态 B. 反向截止状态 C. 反向击穿状态 D. 不确定状态
8. 对于三极管，当发射结正偏、集电结反偏时，三极管处于（ ）
A. 放大状态 B. 饱和状态 C. 截止状态 D. 不确定状态

第II卷（非选择题 共60分）

9. （10分）简述半导体的定义以及与导体、绝缘体的区别。

10. （10分）画出本征半导体的能带结构，并解释其导电原理。

11. （10分）说明杂质半导体中P型半导体和N型半导体的形成过程。

材料题

12. （15分）有一个由硅制成的半导体二极管，已知其反向饱和电流为10μA，当它加上0.6V的正向电压时，求通过二极管的电流。（设二极管的伏安特性满足公式$I = I_S(e^{\frac{V}{V_T}} - 1)$，其中$V_T$取26mV）

13. （15分）一个三极管的β值为50，当基极电流$I_B$ = 20μA时，求集电极电流$I_C$和发射极电流$I_E$。

答案：
1. C
2. C
3. A
4. A
5. A
6. A
7. C
8. A
9. 半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。区别在于：导体容易导电，其内部有大量自由电子；绝缘体几乎不导电，内部自由电子极少；半导体的导电能力受温度、光照、杂质等因素影响较大，在一定条件下可导电，且其导电机制与导体和绝缘体不同。
10. 本征半导体的能带结构：有满带和导带，中间存在禁带。导电原理：在热、光等激发下，满带中的电子获得能量跃迁到导带成为自由电子，同时在满带中留下空穴，自由电子和空穴都可参与导电。
11. P型半导体：在本征半导体中掺入三价元素，如硼，硼原子与硅原子形成共价键时会产生一个空穴，空穴成为多数载流子。N型半导体：在本征半导体中掺入五价元素，如磷，磷原子与硅原子形成共价键时会多余一个电子，电子成为多数载流子。
12. 已知$I_S = 10μA$，$V = 0.6V$，$V_T = 26mV$。代入公式$I = I_S(e^{\frac{V}{V_T}} - 1)$可得：$I = 10×10^{-6}(e^{\frac{0.6}{0.026}} - 1) ≈ 1.53mA$。
13. 已知β = 50，$I_B = 20μA$。根据$I_C = βI_B$，可得$I_C = 50×20×10^{-6} = 1mA$。又因为$I_E = I_C + I_B$，所以$I_E = 1×10^{-3} + 20×10^{-6} = 1.02mA$。