半导体器件物理题库

( )半导体中的电子浓度越大,则空穴浓度越小。 ( )同一种材料中,电子和空穴的迁移率是相同的。 ( )非简并半导体处于热平衡状态的判据是n0p0=ni2。 ( )PN结空间电荷区宽度随反偏电压的增大而减小。 ( )MOSFET只有一种载流子(电子或空穴)传输电流。 ( )平衡PN结中费米能级处处相等。

( )双极性晶体管的放大作用是在工作在饱和区。

( )要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值,就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。

( )金属与N型半导体接触,如果金属的功函数大于半导体的功函数则形成欧姆接触,反之形成肖特基势垒接触。

( )场效应晶体管的源极和漏极可以互换,双极型晶体管的发射极和集电极也是可以互换的。

1.下列固体中,禁带宽度Eg最大的是( )

A金属 B 半导体 C 绝缘体 D超导体

2.受主杂质电离后向半导体提供( )

A 空穴 B 电子 C质子 D中子

3.硅中非平衡载流子的复合主要依靠( )

A 直接复合 B 间接复合 C 俄歇复合 D直接和间接复合

4.衡量电子填充能级水平的是( )

A 施主能级 B 费米能级 C受主能级 D 缺陷能级

5.室温下,半导体Si中掺硼的浓度为1014cm3,同时掺有浓度为1.1×1015cm

-3

的磷,则空穴浓度约为( )。(已知:室温下,ni≈1.5×1010cm-3,570K时,ni≈2×1017cm-3)

A 1014cm-3 B 1015cm-3 C 1010cm-3 D 105cm-3

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6.MIS结构半导体表面出现强反型的临界条件是( )。(VS为半导体表面电

势;qVB=Ei-EF)

A VS=VB B VS=2VB C VS=0

7.晶体管中复合与基区厚薄有关,基区越厚,复合越多,因此基区应做得( )

A.较厚 B.较薄 C.很薄

8. pn结反偏状态下,空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而( )。

A.展宽 B.变窄 C.不变

9.平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是( )

A 发射区 B 基区 C 集电区

10.栅电压为零,沟道不存在,加上一个负电压才能形成电子沟道,该MOSFET

为( )

A. P沟道增强型 B. P沟道耗尽型 C. N沟道增强型 D. N沟道耗尽型

三、简答(每题5分,共30分) *半导体中的电荷输运机理?

半导体中存在两种基本的电荷输运机理,一种称谓载流子的漂移,漂移引起的载流子流动与外加电场有关;另一种电荷输运现象称谓载流子的扩散,它是由杂质浓度梯度引起的(或理解为有“扩散力”存在引起的电荷输运)。

*费米能级随掺杂浓度是如何变化的?

?E?EFi?利用n0?niexp?F??kT??E?EFi?p0?niexp??F?可分别求出: kT???n??p?EF?EFi?kTln?0?;EFi?EF?kTln?0??ni??ni??6? 如果掺杂浓度Na??ni,且Na??Nd利用(5)式得到,p0?Na;

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如果掺杂浓度Nd??ni,且Nd??Na利用(4)式得到,n0?Nd; 带入(6)式得:

?N??N?EF?EFi?kTln?d?;EFi?EF?kTln?a??ni??ni??7? 所以,随着施主掺杂浓度Nd的增大,N型半导体的费米能级EF远离本征费米能级EFi向导带靠近;同样,随着受主掺杂浓度Na的增大,P型半导体的费米能级

EF远离本征费米能级EFi向价带靠近。

*解释空间电荷区(或称耗尽区)

冶金结的两边的P区和N区,由于存在载流子浓度梯度而形成了空间电荷区或耗尽区。该区内不存在任何可移动的电子或空穴。N区内的空间电荷区由于存在着施主电离杂质而带正电,P区内的空间电荷区由于存在着受主电离杂质而带负电。

*解释空间电荷区的内建电场

空间电荷区的内建电场方向由N型空间电荷区指向P型空间电荷区。

*解释空间电荷区的内建电势差

空间电荷区两端的内建电势差维持着热平衡状态,阻止着N区的多子电子向P区扩散的同时,也阻止着P区的多子空穴向N区扩散。

*什么是空间电荷区复合电流和产生电流,它们是怎么产生的?

正偏压PN结空间电荷区边缘处的载流子浓度增加,以致;pn>ni2。这些过量载流子穿越空间电荷区,使得载流子浓度可能超过平衡值。因而在空间电荷区中这些过量载流子会有复合,所产生的电流叫做空间电荷区复合电流。

反偏压下PN结空间电荷区pn

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