東南大學(xué)2006年期末考試《半導(dǎo)體物理學(xué)》試題

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 學(xué)號(hào) 姓名 密 封 線 東 南 大 學(xué) 考 試 卷（ 卷） 課程名稱(chēng) 半導(dǎo)體物理 考試學(xué)期 得分 適用專(zhuān)業(yè) 電子科學(xué) 考試形式 閉卷 考試時(shí)間長(zhǎng)度 120分鐘 一、 填空（每空1分，共27分） 1．純凈半導(dǎo)體Si中摻Ⅲ族元素的雜質(zhì)，當(dāng)雜質(zhì)電離時(shí)從Si中奪取 電子 ，在Si晶體的共價(jià)鍵中產(chǎn)生了一個(gè) 空穴 ，這種雜質(zhì)稱(chēng) 受主 雜質(zhì)；相應(yīng)的半導(dǎo)體稱(chēng) P 型半導(dǎo)體。 2．當(dāng)半導(dǎo)體中載流子濃度存在濃度梯度時(shí)，載流子將做 運(yùn)動(dòng)；半導(dǎo)體存在電勢(shì)差時(shí)，載流子將做 運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度正比于 ，比例系數(shù)稱(chēng)為 。 3．np>ni2意味著半導(dǎo)體處于 狀態(tài)，其中n= ； p 。這時(shí)半導(dǎo)體中載流子存在凈復(fù)合還是凈產(chǎn)生？ 。 4．半導(dǎo)體中淺能級(jí)雜質(zhì)的主要作用是 增強(qiáng)載流子的濃度 ；深能級(jí)雜質(zhì)所起的主要作用 增強(qiáng)載流子的復(fù)合 。 5．非平衡載流子通過(guò) 而消失， 叫做壽命τ，壽命τ與 在 中的位置密切相關(guān)，當(dāng) 壽命τ趨向最小。 6．半導(dǎo)體中的載流子主要受到兩種散射，它們分別是 和 。前者在 下起主要作用，后者在 下起主要作用。 7．半導(dǎo)體中摻雜濃度很高時(shí)，雜質(zhì)電離能 （增大、減小、不變？），禁帶寬度 （增大、減小、不變？）。 8．p-n結(jié)電容包括 電容和 電容，在反向偏壓下， 電容起主要作用。 二、 名詞解釋?zhuān)款}4分，共20分） （1）愛(ài)因斯坦關(guān)系 （2）擴(kuò)散長(zhǎng)度與牽引長(zhǎng)度 （3）熱載流子 （4）準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí) （5）非平衡載流子壽命 三、 簡(jiǎn)要回答（共28分） 1．什么是直接復(fù)合？什么是間接復(fù)合？試述它們?cè)诎雽?dǎo)體器件中的作用。 2 何謂非簡(jiǎn)并化半導(dǎo)體？何謂簡(jiǎn)并化半導(dǎo)體？ 3．下圖分別是半導(dǎo)體材料Si、Ge、GaAs的能帶結(jié)構(gòu)示意圖。 （1）請(qǐng)指出圖a 、圖b、 圖c分別對(duì)應(yīng)何種材料，您判斷的依據(jù)是什么？ （2）在三幅圖中，價(jià)帶對(duì)于同一個(gè)K，E(K)可以有兩個(gè)值，表明對(duì)應(yīng)兩種有效質(zhì)量不同的空穴，即重空穴和輕空穴。試指出曲線1、2分別對(duì)應(yīng)哪種空穴，依據(jù)是什么？ 4．當(dāng)GaAs樣品兩端加電壓時(shí)，樣品內(nèi)部便產(chǎn)生電場(chǎng)E。電子的平均漂移速度vd隨電場(chǎng)的變化關(guān)系如下圖所示，請(qǐng)解釋之。 四、 計(jì)算（共25分） 1．（8分）早期鍺硅等半導(dǎo)體材料常利用測(cè)其電阻率的辦法來(lái)估計(jì)純度，若測(cè)得室溫下電阻率為10，試估計(jì)N型鍺的純度，并討論其局限性。（300K較純鍺樣品的電子遷移率，鍺原子密度d=4.42´1022cm-3, 電量e=1.6´10-19A.s）。 2．（9分）一個(gè)半導(dǎo)體棒，光照前處于熱平衡態(tài)，光照后處于穩(wěn)定態(tài)的條件，分別由下圖給出的能帶圖來(lái)描述。設(shè)室溫（300K）時(shí)的本征載流子濃度ni=1010cm-3,試根據(jù)已知的數(shù)據(jù)確定： （1）熱平衡態(tài)的電子和空穴濃度n0和p0； （2）穩(wěn)定態(tài)的空穴濃度p； （3）當(dāng)棒被光照射時(shí)，“小注入”條件成立嗎？試說(shuō)明理由。 3.（8分）如圖所示，一個(gè)很長(zhǎng)的摻雜均勻的n型半導(dǎo)體樣品，其中心附近長(zhǎng)度為2a的范圍內(nèi)被一穩(wěn)定光照射，假定光均勻的穿透樣品，電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生率為G。 （少子的連續(xù)性方程為 ） （1） 寫(xiě)出整個(gè)樣品在小注入條件下的少數(shù)載流子方程表達(dá)式 （2）寫(xiě)出邊界條件 專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)