半導(dǎo)體物理題庫(kù)及答案

一、單項(xiàng)選擇題(每題2分,共20分)1.本征半導(dǎo)體中,電子濃度（）空穴濃度。A.大于B.小于C.等于D.不確定2.半導(dǎo)體中載流子遷移率反映了()。A.載流子濃度大小B.載流子散射概率大小C.載流子在電場(chǎng)作用下的平均漂移速度快慢D.載流子擴(kuò)散能力強(qiáng)弱3.雜質(zhì)半導(dǎo)體中,溫度升高時(shí),載流子濃度()。A.不變B.減小C.先增大后趨于飽和D.一直增大4.通常用()來(lái)描述半導(dǎo)體中載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。A.歐姆定律B.牛頓定律C.擴(kuò)散定律D.基爾霍夫定律5.當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí),耗盡層()。A.變寬B.變窄C.不變D.消失6.硅半導(dǎo)體中,施主雜質(zhì)的能級(jí)()導(dǎo)帶底能級(jí)。A.遠(yuǎn)高于B.略高于C.略低于D.遠(yuǎn)低于7.半導(dǎo)體中,晶格散射主要發(fā)生在()。A.低溫B.高溫C.室溫D.任何溫度8.直接帶隙半導(dǎo)體中,電子躍遷時(shí)()。A.動(dòng)量守恒B.能量守恒C.動(dòng)量和能量都守恒D.動(dòng)量和能量都不守恒9.MOS結(jié)構(gòu)中,當(dāng)半導(dǎo)體表面處于強(qiáng)反型時(shí),表面處()。A.電子濃度遠(yuǎn)大于空穴濃度B.空穴濃度遠(yuǎn)大于電子濃度C.電子濃度等于空穴濃度D.只有電子10.對(duì)于非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體,費(fèi)米能級(jí)()。A.位于禁帶中央B.接近導(dǎo)帶底C.接近價(jià)帶頂D.與溫度、雜質(zhì)等有關(guān)答案:1.C2.C3.C4.C5.B6.B7.B8.C9.A10.D二、多項(xiàng)選擇題(每題2分,共20分)1.以下屬于半導(dǎo)體特性的有(）。A.熱敏性B.光敏性C.摻雜性D.單向?qū)щ娦?.半導(dǎo)體中載流子的散射機(jī)制有()。A.晶格散射B.電離雜質(zhì)散射C.中性雜質(zhì)散射D.載流子之間散射3.PN結(jié)的特性包括()。A.單向?qū)щ娦訠.電容效應(yīng)C.擊穿特性D.放大特性4.影響半導(dǎo)體載流子遷移率的因素有()。A.溫度B.雜質(zhì)濃度C.半導(dǎo)體材料D.電場(chǎng)強(qiáng)度5.半導(dǎo)體中費(fèi)米能級(jí)的位置與()有關(guān)。A.溫度B.雜質(zhì)類型C.雜質(zhì)濃度D.光照6.以下哪些屬于間接帶隙半導(dǎo)體()。A.硅B.鍺C.砷化鎵D.金剛石7.MOS結(jié)構(gòu)的C-V特性可以用來(lái)測(cè)量()。A.半導(dǎo)體摻雜濃度B.氧化層厚度C.界面態(tài)密度D.載流子壽命8.半導(dǎo)體的光學(xué)性質(zhì)包括()。A.吸收B.發(fā)射C.反射D.折射9.本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子有()。A.電子B.空穴C.離子D.光子10.雜質(zhì)半導(dǎo)體中,雜質(zhì)的作用有()。A.提供載流子B.改變半導(dǎo)體導(dǎo)電類型C.影響載流子遷移率D.改變禁帶寬度答案:1.ABC2.ABCD3.ABC4.ABC5.ABC6.ABD7.ABC8.ABCD9.AB10.ABC三、判斷題(每題2分,共20分)1.所有半導(dǎo)體都具有本征激發(fā)特性。()2.雜質(zhì)半導(dǎo)體中,多數(shù)載流子的濃度只取決于雜質(zhì)濃度。（)3.PN結(jié)的擊穿都是不可逆的。()4.載流子遷移率越大,半導(dǎo)體的電導(dǎo)率一定越大。(）5.費(fèi)米能級(jí)越高,半導(dǎo)體中電子占據(jù)高能級(jí)的概率越大。（)6.直接帶隙半導(dǎo)體的發(fā)光效率比間接帶隙半導(dǎo)體高。()7.MOS結(jié)構(gòu)中,半導(dǎo)體表面的狀態(tài)只與外加電壓有關(guān)。（)8.半導(dǎo)體的熱導(dǎo)率與載流子遷移率無(wú)關(guān)。()9.本征半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增大。()10.雜質(zhì)半導(dǎo)體中,少數(shù)載流子的濃度與溫度無(wú)關(guān)。（）答案:1.√2.×3.×4.×5.√6.√7.×8.×9.×10.×四、簡(jiǎn)答題(每題5分,共20分)1.簡(jiǎn)述本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體的區(qū)別。答:本征半導(dǎo)體純凈無(wú)雜質(zhì),載流子由本征激發(fā)產(chǎn)生,電子與空穴濃度相等。雜質(zhì)半導(dǎo)體摻入特定雜質(zhì),依雜質(zhì)類型,多數(shù)載流子為電子或空穴,其濃度主要由雜質(zhì)決定,且雜質(zhì)影響載流子遷移率等性質(zhì)。2.說(shuō)明PN結(jié)單向?qū)щ娦缘脑?。?PN結(jié)加正向電壓,外電場(chǎng)削弱內(nèi)電場(chǎng),耗盡層變窄,多子擴(kuò)散增強(qiáng)形成較大正向電流。加反向電壓,外電場(chǎng)增強(qiáng)內(nèi)電場(chǎng),耗盡層變寬,多子擴(kuò)散受抑制,僅有少子漂移形成微小反向電流,從而呈現(xiàn)單向?qū)щ娦浴?.簡(jiǎn)述影響半導(dǎo)體載流子遷移率的主要因素。答:溫度影響大,高溫晶格散射強(qiáng),遷移率低;低溫電離雜質(zhì)散射強(qiáng),遷移率低。雜質(zhì)濃度高,電離雜質(zhì)散射增強(qiáng),遷移率降低。不同半導(dǎo)體材料因自身結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同,遷移率不同。4.解釋什么是半導(dǎo)體的簡(jiǎn)并化。答:半導(dǎo)體中雜質(zhì)濃度很高,或溫度很低時(shí),費(fèi)米能級(jí)進(jìn)入導(dǎo)帶或價(jià)帶,電子或空穴的統(tǒng)計(jì)分布需用費(fèi)米分布函數(shù)描述,不再能用玻爾茲曼分布近似,此時(shí)半導(dǎo)體處于簡(jiǎn)并狀態(tài),即簡(jiǎn)并化。五、討論題(每題5分,共20分)1.討論半導(dǎo)體中載流子散射對(duì)其電學(xué)性能的影響。答:載流子散射使載流子運(yùn)動(dòng)方向改變,降低平均漂移速度,導(dǎo)致遷移率下降,進(jìn)而使電導(dǎo)率降低。不同散射機(jī)制在不同溫度、雜質(zhì)濃度下起主導(dǎo)作用,綜合影響半導(dǎo)體電學(xué)性能,如影響器件導(dǎo)電能力和響應(yīng)速度。2.探討如何通過(guò)改變半導(dǎo)體的雜質(zhì)濃度來(lái)調(diào)控其電學(xué)性能。答:增加施主雜質(zhì)濃度,N型半導(dǎo)體電子濃度增大,電導(dǎo)率提高;增加受主雜質(zhì)濃度,P型半導(dǎo)體空穴濃度增大,電導(dǎo)率提高。但雜質(zhì)濃度過(guò)高會(huì)增強(qiáng)散射,降低遷移率,需權(quán)衡。可依需求精確摻雜,調(diào)控電學(xué)性能用于不同器件。3.分析直接帶隙半導(dǎo)體和間接帶隙半導(dǎo)體在應(yīng)用上的差異。答:直接帶隙半導(dǎo)體電子躍遷易發(fā)光,適用于發(fā)光二極管、激光器等光電器件。間接帶隙半導(dǎo)體雖發(fā)光效率低,但因其他特性,如硅、鍺的工藝成熟,常用于集成電路等