半导体物理与器件习题

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1、第一章固体晶格结构1．如图是金刚石结构晶胞，若a是其晶格常数，则其原子密度是。2．所有晶体都有的一类缺陷是：原子的热振动，另外晶体中常的缺陷有点缺陷、线缺陷。3．半导体的电阻率为10-3～109Ωcm。4．什么是晶体？晶体主要分几类？5．什么是掺杂？常用的掺杂方法有哪些？答：为了改变导电性而向半导体材料中加入杂质的技术称为掺杂。常用的掺杂方法有扩散和离子注入。6．什么是替位杂质？什么是填隙杂质？7．什么是晶格？什么是原胞、晶胞？第二章量子力学初步1．量子力学的三个基本原理是三个基本原理能量量子化原理、波粒二相性原理、不确定原理。2．什么是概率密度函数？3．描述原子中的电子的四个量子数

2、是：、、、。第三章固体量子理论初步1．能带的基本概念n能带（energyband）包括允带和禁带。n允带（allowedband）：允许电子能量存在的能量范围。n禁带（forbiddenband）：不允许电子存在的能量范围。n允带又分为空带、满带、导带、价带。n空带（emptyband）：不被电子占据的允带。n满带（filledband）：允带中的能量状态（能级）均被电子占据。导带：有电子能够参与导电的能带，但半导体材料价电子形成的高能级能带通常称为导带。价带:由价电子形成的能带，但半导体材料价电子形成的低能级能带通常称为价带。2．什么是漂移电流？漂移电流：漂移是指电子在电场的作用下

3、的定向运动，电子的定向运动所产生的电流。3．什么是电子的有效质量？晶格中运动的电子，在外力和内力作用下有：Ｆ总＝Ｆ外＋Ｆ内=ma,　　　　　m是粒子静止的质量。Ｆ外=m*na,　　　　　　　m*n称为电子的有效质量。4．位于能带底的电子，其有效质量为正，位于能带顶电子，其有效质量为负。5．在室温T=300K，Si的禁带宽度：Eg=1.12eVGe的禁带宽度：Eg=0.67eVGaAs的禁带宽度：Eg=1.43eVEg具有负温度系数，即T越大，Eg越小；Eg反应了，在相同温度下，Eg越大，电子跃迁到导带的能力越弱。6．在热平衡状态下，晶体中的电子在不同能量的量子态上统计分布几率是一定的

4、，电子遵循费米统计律，电子的费米分布函数是：费米能级EF和温度、半导体材料的导电类型、杂质的含量有关。处于热平衡状态的系统有统一的费米能级。因此，在温度不很高时，能量大于费米能级的量子态基本没有被电子占据，而能量小于费米能级的量子态基本上为电子所占据；而电子占据费米能级的几率在各种温度下总是１/2.费米能级标志了电子填充能级的水平，比EF高的量子态，基本为空，而比EF底的量子态基本上全被电子所占满.这样费米能级EF就成为量子态是否被电子占据的分界线：1)能量高于费米能级的量子态基本是空的；2)能量低于费米能级的量子态基本是满的；73)能量等于费米能级的量子态被电子占据的几率是50%。

5、4）费米能级越高，说明有较多的能量较高的量子态上有电子.7．什么是非简并半导体？什么是简并半导体？通常将服从玻耳兹曼统计规律的半导体称为非简并半导体；而将服从费米统计分布规律的半导体称为简并半导体。8．什么是空穴，空穴是怎样形成的？当一个价电子跃入导带后，就会留下一个带正电的“空状态”；价电子在空状态中的移动等价为那些带正电的空状态的自身运动；带正电的空状态移动可以看成一个正电荷在价带中运动；这种可以形成电流的正电荷载流子———空穴。9．什么是直接带隙半导体？什么是间接带隙半导体？10．锗的晶格结构和能带结构分别是（C）。A.金刚石型和直接禁带型B.闪锌矿型和直接禁带型C.金刚石型和

6、间接禁带型D.闪锌矿型和间接禁带型11.在某半导体掺入硼的浓度为1014cm-3,磷为1015cm-3，则该半导体为（B）半导体。A.本征B.n型C.p型D.不确定12．当半导体材料处于热平衡时，其电子浓度与空穴浓度的乘积为（B）。A.变化量B.常数C.受主杂质浓度D.施主杂质类型13．在一定温度下，对一非简并n型半导体材料，减少掺杂浓度，会使得（C）靠近中间能级Ei。A．EcB.EvC.EFD.Ec-EF第四章平衡半导体（本章重点学习本征半导本、费米能级、载流子的分布等相半概念结论。）1.什么是本征半导体？答：征半导体是指纯净的没有杂质原子和缺陷的纯净晶体。2．本征半导体是指（

7、A）的半导体。A.不含杂质和晶格缺陷B.电阻率最高C.电子密度和空穴密度相等D.电子密度与本征载流子密度相等3．热平衡状态下，非简并半导体的导带的电子浓度是4．热平衡状态下，非简并半导体的价带的空穴浓度是5．什么叫本征激发？其特点是什么？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说明之。解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量（≥Eg）被激发到导带成为导电电子的过程就是本征激发。本征激发的特点：成对的产生导带电子和价带空穴。本征激发结果是在半导体中出现