半导体器件作业题

半导体器件（A）作业 第一章 半导体物理基础

理解下列概念及内容

1. 有效质量：有效质量并不代表真正的质量，而是代表能带中电子受外力时，

外力与加速度的一个比例系数。引入有效质量的意义在于它包括了周期性势

场对电子的作用，为分析电子在外力场中的运动带来方便。

2. 施主杂质：能够向导带中提供电子的杂质。受主杂质：能够从价带中接受电子的杂质。缺陷能级：正电中心能够提供电子，起施主的作用；负电的中心能够接收电子，起受主的作用。

3. 浅能级：硅或锗中的3族和4族杂质电离在0.01V左右，这些杂质在禁带中引入的杂质能级称为浅能级。深能级：有些杂质引入的能级在禁带中心附近，这样的能级称为深能级 4. 费米能级：反映电子在能带中填充能级水平高低的一个参数。

5. 本征半导体：完全没有杂质和缺陷的半导体。杂质补偿半导体：同时含有施主杂质和受主杂质的半导体。

6. 漂移运动：在外电场存在时，载流子除了做无规则的热运动以外，还存在着沿着一定方向的有规则的运动，这种运动称为漂移运动。迁移率：在单位电场强度作用下载流子所获得的飘逸速度的绝对值。电导率：指在介质中该量与电场强度之积等于传导电流密度。对于各向同性介

质，电导率是标量；对于各向异性介质，电导率是张量。生态学中，电导率是以数字表示的溶液传导电流的能力。单位以西门子每米（S/m）表示。

7. 扩散运动：当半导体中出现不均匀的载流子分布时，由于存在载流子浓度梯度，载流子将由浓度高的区域想浓度低的区域运动，这种运动称为扩散运动。扩散流密度：由扩散运动引起的单位时

间垂直通过单位面积的载流子数。

8. 准费米能级：在非平衡状态下，费米能级失去了意义。可以定义Efn和Efp,分别成为电子和空穴的准费米能级 9. 爱因斯坦关系

10. 复合机制：在直接复合过程中，电子由导带直接跃迁到价带的控状态。直接复合也称为带间复合。如果直接复合过程中同时发射光子，则称为直接辐射复合或带间辐射复合。在通过复合中心的复合过程中，电子跃迁到复合中心能级，然后在跃迁到价带的空状态。在多数情况下，间接复合不能产生光子，所以也称非辐射复合

第二章 PN结

1. 简述PN结的直流特性（正反向偏置及能带图），写出肖克利方程。 2. PN结的主要击穿机理是什么？ 3. PN结的电容效应是如何产生的？

第三章 双极结型晶体管

1. 描述BJT的结构和制造工艺

2. 共基极接法的BJT的基本原理是什么？

3. BJT的四种工作模式是什么？其应用有哪些？以共发射极接法为例，分析其电流-电压特性

第四章 金属-半导体结

1.肖特基势垒是如何形成的？分析肖特基势垒二极管的电流-电压特性。

2.在什么条件下，可以形成欧姆接触（非整流的M-S结）？

第六章 金属-氧化物-半导体场效应晶体管

1.分析理想MOS结构的表面空间电荷区的形成原因，根据栅极所加电压的不同，半导体表面可能出现哪些不同的载流子分布？ 2.简述MOS场效应晶体管的基本结构和工作原理。