期末复习题总结.docx

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1、第1-2章复习题1.何谓导带、价带、禁带和有效质量？用能带理论解释金属、半导体和绝缘体的区别。答：价带：0K条件下被电子填充的能量最高的能带(valenceband)导带：0K条件下未被电子填充的能量最低的能带(conductanceband)禁带：导带底与价带顶之间能带(forbiddenband)带隙：导带底与价带顶之间的能量差(bandgap)禁带宽度有效质量是将晶体中电子的加速度与外加的作用力联系起来，并且包含了晶体中的内力作用效果，有效质量并不代表真正的质量，而是代表能带中电子受外力时，外力与加速度的一个比例系数。在金属中，被电子填充的最高能带是不满的，而且能带中电子密度很高

2、，和原子密度具有相同的数量级，所以金属有良好的导电性。对于绝缘体和半导体在绝对零度下，被电子占据的最高能带是满的，成为满带，满带上邻近能带则是空的，成为空带，满带和空带之间被禁带分开，由于没有不满的能带存在，所以他们不能导电。二则的区别仅在与半导体的禁带宽度比较窄，在一定温度下，电子容易以热激发的形式从满带激发到空带中，所以空带变成了不满带，可以导电。绝缘体的禁带宽度：>6ev，半导体的禁带宽度：~1ev2.何谓施主(受主)杂质及其能级，深(浅)能级、杂质电离？并画图表征上述能级图。答：半导体中掺入施主杂质后，施主电离后将成为带正电离子，并同时向导带提供电子，这种杂质就叫施主。施主电离

3、成为带正电离子（中心）的过程就叫施主电离。例如，在Si中掺P，P为Ⅴ族元素，半导体中掺入受主杂质后，受主电离后将成为带负电的离子，并同时向价带提供空穴，这种杂质就叫受主。受主电离成为带负电的离子（中心）的过程就叫受主电离。受主电离前带不带电，电离后带负电。例如，在Si中掺B。杂质向导带和价带提供电子和空穴的过程（电子从施主能级向导带的跃迁或空穴从受主能级向价带的跃迁）称为杂质电离或杂质激发。具有杂质激发的半导体称为杂质半导体根据杂质能级在禁带中的位置，杂质分为：浅能级和深能级杂质浅能级杂质→能级接近导带底Ec或价带顶Ev，电离能很小。深能级杂质→能级远离导带底Ec或价带顶Ev，电离能较

4、大3.何谓费米能级和费米分布？电中性条件？质量作用定律？何谓简并半导体？杂质浓度、温度与上述之间的关系？答：根据量子力学，电子为费米子，服从费米分布EF表示平衡状态的参数--费米能级，它标志在T=0K时电子占据和未占据的状态的分界线。即比费米能级高的量子态，都没有被电子占据，比费米能级低的量子态都被电子完全占据。本征半导体的电中性条件：在热平衡情况下，n=p化学反应速率与反应物的有效质量成正比，这就是质量作用定律。对于n型半导体，EF接近导带或进入导带中；对于p型半导体，其EF接近价带或进入价带中的半导体为简并半导体。EF在禁带中的半导体称为非简并半导体。非简并半导体：掺杂浓度较低简并

5、半导体：掺杂浓度高4.何谓迁移率、电导率、扩散电流、漂移电流？各自表达式？答：迁移率：电子和空穴的迁移率分别为：物理意义：单位电场强度下，载流子所获得漂移速度的绝对值。电导率：电子和空穴的电导率分别为：扩散电流：由于存在载流子浓度梯度，载流子将有浓度高的区域向浓度低的区域运动，形成扩散电流。Ｄ为扩散系数漂移电流：在外电场的作用下，载流子的定向移动形成的电流。5、何谓非平衡载流子？寿命？何谓准费米能级？答：对半导体施加外界作用(光、电等)，迫使它处于与热平衡状态相偏离的状态，称为非平衡状态。其中非平衡少子为非平衡载流子。非平衡载流子寿命(τ)又称少子寿命，是非平衡少子在复合前的平均存在时

6、间；半导体中的电子系统处于热平衡状态，半导体中有统一的费米能级，当外界的影响破坏了热平衡，使半导体处于非平衡状态时，就不再存在统一的费米能级。引入导带费米能级作为电子准费米能级(EFn)；价带费米能级作为空穴准费米能级(EFp)其中EFn、EFp分别为电子和空穴的准费米能级6、何谓直接（间接）复合？（非）辐射复合？表面复合？答：①直接复合——电子由导带直接跃迁到价带的空状态，使电子和空穴成对消失；②间接复合——指主要通过复合中心的复合，在间接复合中，电子跃迁到复合中心的能级，然后在跃迁到价带的空状态使电子和空穴成对消失。复合中心是指晶体中的一些杂质和缺陷。载流子复合时，要释放出多余的能

7、量。以发出光子的形式放出能量为辐射复合，将能量给予其他载流子为俄歇（Auger）复合，又叫非辐射复合。表面复合---半导体表面发生的复合过程，表面处杂质、缺陷在禁带形成复合中心能级，半导体表面具有很强的复合少数载流子的作用。7.画出热平衡PN结的能带图，并能用费米能级或载流子漂移和扩散的理论解释PN结空间电荷区的形成？答：（1）.PN结空间电荷区的形成（热平衡系统费米能级恒定原理）在形成结之前N型材料中费米能级靠近导带底，P型材料中费米能级靠近