半导体物理习题答案

3.（12分）侧得某p+n结的势垒电容所示：

和反向电压间关系如下表

0 20 0.5 17.3 1 15.6 1.5 14.3 2 13.3 2.5 12.4 3 11.6 设pn结面积=

，计算

（1）p+n结的接触电势差 （2）求

4.（13分）完成下列问题

（1）画出栅控二极管的结构示意图 （2）分析表面电场对pn结的反向电流的影响 （3）分析表面电场对pn结击穿特性的影响 （4）为稳定半导体表面的性质，可以采用哪些措施 5.（10分）证明pn结反向电流可以表示为：

式中，

，

和

分别为n型和p型半导体的电导率，

为本征半导体的电导率。

综合练习题五

一．（15分）请回答下列问题： 1．费米分布函数的表示式是什么？

2．T=0K及T＞0K时该函数的图形是什么？

3．费米分布函数与波尔兹曼分布函数的关系是什么？

二．（15分）请画出N型半导体的MIS结构的C—V特性曲线，要求在图中表示出：

1．测量频率的影响。 2．平带电压。

3．积累、耗尽与反型状态各对应曲线的哪一部分？ 三．（15分）请画出图形并解释： 1．直接能隙与间接能隙。 2．直接跃迁与间接跃迁。 3．直接复合与间接复合。

四．（15分）下列三种效应的实际表现是什么？请说出其物理成因。 1．霍耳效应。 2．塞贝克效应。 3．光生伏特效应。

五．（10分）请设计一个实验，来验证MIS结构的绝缘层中存在着可动电荷。

六．（15分）室温下，一个N型硅样品，施主浓度ND=子寿命

，设非平衡载流子的产生率

少，计算电

导率及准费米能级的位臵。（硅的

，室温下本征载流子浓度为

）

七．（15分）有人在计算“施子浓度的锗材料中，在

室温下的电子和空穴浓度”问题时采取了如下算法：由于室温下施主已全部电离，所以电子浓度就等于施主浓度与室温下的本征载流子浓度

之和。请判断这种算法是否正确，如果你认为正确，请说明理由；

如果你认为不正确，请把正确的方法写出来。（室温下锗的本征载流子浓度可取值

）

综合练习题六

一、解释名词（共12分，每小题3分）

1．有效质量 2.准费米能级 3.状态密度 4.载流子迁移率 二、回答问题（共32分，每小题4分）

1.绝缘体、半导体、导体的能带结构有何区别？ 2．辐射复合、非辐射复合、俄歇复合有何区别？ 3．直接跃迁与间接跃迁的区别？

4．P-N结的击穿有几种？请分别说明它们的机制。 5.P-N结的电容效应有几种？解释它们的物理成因。 6．什么是简并半导体？在什么情况下发生简并化？

7．半导体的载流子运动有几种方式？如何定量描述它们？ 8．载流子浓度随温度的增加是增大还是减少？为什么？

三、写出下面列出的常用公式，并写出所用符号代表的物理意义。（共10分，每小题2分）

1．热平衡状态下，半导体中两种载流子的乘积。

2．非平衡载流子浓度随时间的衰减公式。 3．P-N结的I-V关系。 4．一种载流子的霍耳系数。 5．半导体电导率的一般表达式。 四、选择题（共6分，每小题2分）

1．室温下，硅中本征载流子浓度的数量级大致是（ ） A．

B.

C.

2.在硅中,电子漂移速度的上限为( ) A.

B.

C.

3.在硅中,硼杂质的电离能大致是( ).

A.0.45ev B.0.045e v C.4.5ev D.45ev 五、(８分)已知：硅半导体材料中施主杂质浓度为 求：１．在Ｔ＝３００Ｋ时ＥＦ的位臵．

２．当施主杂质电离能为０．０５ev, T=300K时，施主能级上的浓度。

六．（６分）室温下，Ｎ型硅中掺入的施主杂质浓度 在光的照射下产生了非平衡载流子，其浓度为Δn=Δp=

。

，

求此情况下，电子与空穴的准费米能级的位臵，并与没有光照时的费米能级比较。