半导体物理考试要点.docx

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1、半导体物理考试要点题型：一、填空题（35分左右）二、大题（65分左右）：简答、计算、证明，共5至6个题第一章1、导体、半导体、绝缘体能带上的区别（课件1.2.3Page45-51）2、空穴的概念（P54）第二章主要考点即课件上的思考题。1、什么是施主杂质、受主杂质？p型半导体n型半导体是如何定义的？掺入半导体的杂质原子向半导体提供导电的电子，并成为带正电的离子，称这种杂质为施主杂质。掺入半导体的杂质原子向半导体提供导电的空穴，并成为带负电的离子，称这种杂质为受主杂质。纯净半导体中掺入受主杂质后，受主

2、杂质电离，使价带中的导电空穴增多，增强了半导体的导电能力，通常把主要依靠空穴导电的半导体称为p型半导体。p型半导体中空穴为多数载流子，电子为少数载流子。纯净半导体中掺入施主杂质后，受主杂质电离，使导带中的导电电子增多，增强了半导体的导电能力，通常把主要依靠导带电子导电的半导体称为n型半导体。n型半导体中电子为多数载流子，空穴为少数载流子。2、什么是杂质的补偿，杂质补偿的意义何在？当半导体中同时掺入施主和受主两种杂质时，施主能级上的电子要跃迁到受主能级上。对于提供载流子来说，有着有互相抵消的作用，有效

3、掺杂浓度等于两者之差，这种现象被称为杂质补偿。意义：通过采用杂质补偿的方法来改变半导体某个区域的导电类型或电阻率。3、计算题：用类氢模型计算施主杂质和受主杂质的电离能（Page54、Page77-78）施主杂质的电离能：受主杂质的电离能：其中E0=13.6eV，mn*为电子的有效质量，mp*为空穴的有效质量，m0为电子的惯性质量，εr为相对介电常数第三章1、费米分布、玻尔兹曼分布及适用条件对于能量为E的一个量子态被一个电子占据的概率fE为：称为电子的费米分布函数。当E-EF≫k0T时，称为电子的玻尔

4、兹曼分布函数。2、费米能级的定义及意义费米能级是绝对零度时电子占据的最高能级。费米能级的物理意义是，该能级上的一个状态被电子占据的几率是1/2。费米能级在半导体物理中是个很重要的物理参数，只要知道了它的数值，在一定温度下，电子在各量子态上的统计分布就完全确定了。它和温度，半导体材料的导电类型，杂质的含量以及能量零点的选取有关。3、电子和空穴浓度的表达式电子浓度：其中NC为导带的有效状态密度，并且NC∝T32空穴浓度：其中NV为价带的有效状态密度1、本征载流子浓度的公式及决定因素本征载流子浓度：ni=

5、n0=p0，ni=n0p02、n0、p0、ni的关系ni2=n0∙p03、电子和空穴占据杂质能级的概率电子占据施主能级的概率：空穴占据受主能级的概率：其中是gD施主能级的基态简并度，gA受主能级的基态简并度，对锗、硅、砷化镓等材料，gD=2,gA=44、不同温度下，电离程度及载流子浓度的计算P825、简并半导体与非简并半导体的概念简并半导体：掺杂浓度高，对于n型半导体，其费米能级EF接近导带或进入导带中；对于p型半导体，其费米能级EF接近价带或进入价带中的半导体。服从费米分布函数。非简并半导体：掺杂

6、浓度较低，其费米能级EF在禁带中的半导体。服从玻尔兹曼分布函数。第四章1、电导率的表达式σ=nqμn+pqμp对于n型半导体：σ=nqμn对于p型半导体：σ=pqμp对于本征半导体：σ=niqμn+μp1、迁移率的定义及其与平均自由时间的关系迁移率：单位电场作用下载流子获得的平均速度，反映了载流子在电场作用下输运能力。μ=vdε=qτm*2、散射的概念，以及两种重要的散射机制及其它们与温度和杂质浓度的关系散射：载流子与其它粒子发生弹性或非弹性碰撞，碰撞后载流子的速度的大小和方向发生了改变。两种重要的

7、散射机制为电离杂质散射和晶格振动散射。电离杂质散射：Pi∝NiT-32，杂质浓度大，收到散射机会多；温度高，平均热运动速度快，可较快的掠过杂质离子，偏转小，不易被散射。P36晶格振动散射：3、本征半导体和杂质半导体的电阻率随温度变化关系P81第五章1、非平衡载流子的产生、复合过程要破坏半导体的平衡态对它施加的外部作用可以是光的，还可以是电或其他能量传递的方式。相应地除了光照还可以用其他方法产生非平衡载流子，最常用的是用电的方法，称为非平衡载流子的电注入。当产生非平衡载流子的外部作用撤除之后，注入的非

8、平衡载流子并不能一直存在下去。光照停止后，原来激发到导带的电子又回到价带，电子和空穴又成对地消失了。最后，载流子浓度恢复到平衡时的值，半导体又回到平衡态，过剩载流子逐渐消失。这一过程称为非平衡载流子的复合。2、非平衡载流子的寿命及复合率非平衡载流子的平均生存时间称为非平衡载流子的寿命，用τ表示。通常把单位时间单位体积内净复合消失的电子-空穴对数称为非平衡载流子的复合率，即∆pτ。3、准费米能级的提出及在非平衡载流子浓度公式中的应用、相应的计算电子系统的热平衡状态是通过