半导体光电子学复习

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1、复习半导体光电子学2012,5,4题型分布一、名词解释（每小题5分，共30分）二、简答题（每小题6分，共48分）三、计算题（10+12=22分）：名词解释本征半导体本征半导体不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。名词解释N型半导体也称为电子型半导体,其自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入五价元素（如磷、砷、锑等），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了N型半导体。在N型半导体中，自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子，主要靠自由电子导电。自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。掺入的杂

2、质越多，多数载流子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。名词解释PN结把P型半导体和N型半导体结合在一起，P区（P型半导体）中空穴浓度大，N区中电子浓度大。因此在两者的结合面会发生电子与空穴的扩散。空穴和电子会相互越过交界面进行复合，这样就在N区靠近交接面处带正电荷，在P区靠近交接面处带负电荷，即在P区和N区交界面的薄层区内一边带正电荷，一边带负电荷，这个薄层称之为PN结。名词解释异质结两种不同的半导体相接触所形成的界面区域。不同的半导体各具不同的带隙能量。名词解释简并半导体当杂质浓度超过一定数量后，载流子开始简并

3、化的现象称为重掺杂（施主杂质或是受主杂质的浓度很大），即费米能级进入了价带或导带的半导体。名词解释带隙导带与价带间的的能量差，或者叫禁带宽度。名词解释费米分布热平衡状态下，电子在允许的量子态上如何分布的一个统计分布函数名词解释同色异谱光源的色温和相关色温当某一光源的颜色与某一温度下黑体的颜色相同时，黑体的温度Tc即为这种光源的颜色温度，简称色温，单位为开尔文，符号K。当某一种光源的颜色与在某一温度下的黑体颜色最接近时,黑体的温度即为这种光源的相关色温。三原色说由杨和黑尔姆兹提出,也称杨一黑理论。他们认为任何颜色都能由三

4、种波长的纯光混合而产生。人具有三种不同形态的锥体细胞,它们分别对红、绿、蓝三种原色最敏感。以不同比例混合这三种原色,可以产生各种不同颜色。名词解释外光电效应外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下，金属会吸收光子并发射电子，发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值（相等于光的频率高于某一临界值）时方能发射电子，其临界值即极限频率和极限波长。临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的波长而非光的强度.名词解释施主杂质施主能级当V族元素P在Si中成为替位式杂质且电离时

5、，能够释放电子而产生导电电子并形成正电中心，称它们为施主杂质或n型杂质.成键后，P原子多余1个价电子.(1)比成键电子自由得多，ED>>EV(2)与导带电子也有差别（受到P+库仑吸引作用）名词解释施主杂质施主能级(续前)名词解释受主杂质受主能级当III族元素B在Si中成为替位式杂质且电离时，能够接受电子而产生导电空穴并形成负电中心，称它们为受主杂质或p型杂质名词解释受主杂质受主能级(续前)名词解释光电二级管的量子效率名词解释雪崩倍增因子在雪崩区中载子的倍增的倍数与此区中撞击电离几率有关，也就是与此区的电场有关，亦即与反

6、向偏压Vr有关。APD的整体或有效的雪崩倍增因子(avalanchemultiplicationfactor)M定义为是一次的没有经过倍增的光电流，这个电流是在没有倍增之下测量的，比如在小的反向偏压下测量。名词解释视敏函数在等能量分布的光谱中，虽然各种波长的光辐射功率相同，但是人眼感到最暗的是红色，其次是蓝色与紫色，而最亮的则是黄绿色。由此可见，人眼对不同波长的光具有不同的视觉敏感程度。显然，人眼的视敏度是波长的函数，我们通常将这一关系称为视敏函数。名词解释状态密度晶体中每单位体积，单位能量的电子能态（电子波函数）的数

7、目。名词解释替位式杂质和间隙式杂质A－间隙式杂质原子：原子半径比较小B－替位式杂质原子：原子的大小与被取代的晶体原子大小比较相近简答题本征半导体的特点：在0K时,呈绝缘体特征；在TK时，受热激发（本征激发）；产生电子空穴对；在TK时，有两种载流子可以参与导电，即自由电子和空穴。简答题举例说明半导体材料的分类按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体；化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物(硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合

8、物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。除上述晶态半导体外，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。简答题简要阐述半导体中电子扩散与漂移的区别.扩散运动是由载流子的浓度差引起的，浓度高处的载流子总是要向浓度低处扩散运动。漂移：假设给半导体一个电场，此场产生力作用在自由电子及空穴而产生漂移。电子和空穴在电场E的作用下，要发