《半导体物理学》期末考试试卷(B卷)-往届

赣南师范学院第1页共3页行政班级：姓名：学号：选课班级：……………………………………密………………………封……………………线…………………………密封线内不得答题2010–2011学年第一学期期末考试试卷（B卷）开课学院：物电学院课程名称：半导体物理学考试形式：闭卷，所需时间：120分钟注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线；3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。一、填空题（共30分，每空1分）1、半导体中有和两种载流子，而金属中只有一种载流子。2、杂质原子进入材料体内有很多情况，常见的有两种，它们是杂质和杂质。3、根据量子统计理论，服从泡利不相容原理的电子遵从费米统计率，对于能量为E的一个量子态，被一个电子占据的概率为()fE，表达式为，()fE称为电子的费米分布函数，它是描写的一个统计分布函数。当0FEEkT时，费米分布函数转化为()BfE，表达式为，()BfE称为电子的玻尔兹曼分布函数。在0FEEkT时，量子态被电子占据的概率很小，这正是玻尔兹曼分布函数适用的范围。费米统计率与玻尔兹曼统计率的主要差别在于，而在0FEEkT的条件下，该原理失去作用，因而两种统计的结果变成一样了。4、在一定温度下，当没有光照时，一块n型半导体中，为多数载流子，是少数载流子，电子和空穴的浓度分别为0n和0p，则0n和0p的关系为，当用ghE（该半导体禁带宽度）的光照射该半导体时，光子就能把价带电子激发到导带上去，此时会产生，使导带比平衡时多出一部分电子n，价带比平衡时多出一部分空穴p，n和p的关系为，这时把非平衡电子称为非平衡载流子，而把非平衡空穴称为非平衡载流子。在一般小注入情况下，在半导体材料中，非平衡载流子带来的影响可忽略，原因是，而非平衡载流子却往往起着重要作用，原因是。5、是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，而是反映存在浓度梯度时载流子运动的难易程度的物理量。爱因斯坦从理论上找到了情况下它们之间的定量关系，对电子和空穴，爱因斯坦关系式分别为、。6、电子在与间直接跃迁而引起非平衡载流子的复合称为直接复合；非平衡载流子通过复合中心的复合称为，复合中心是指促进复合过程的和。二、选择题（共10分，每题2分）1、本征半导体是指的半导体。A、完全纯净结构完整B、电子密度与空穴密度相等C、电阻率最高D、电子密度与本征载流子密度相等2、在Si材料中掺入B，则该材料的费米能级A、在禁带中线处B、离开禁带中线靠近导带底C、离开禁带中线靠近价带顶D、以上都不是3、在强电场情况下，载流子从电场中获得的能量很多，载流子的平均能量比热平衡状态时的大，因而载流子和晶格系统不再处于热平衡状态，称这种状态的载流子为A、非平衡载流子B、热载流子C、多数载流子D、少数载流子4、以下说法不正确的是A、对n型半导体，施主杂质能级靠近导带底。B、对p型半导体，受主杂质能级靠近价带顶。C、本征半导体的费米能级位于禁带中线处。D、随着温度升高，半导体材料的导电性均匀增强。5、关于电中性方程00AiDjijnppn，说法不正确的是A、这是含有多种施主杂质和多种受主杂质情况下的电中性条件。B、它的意义是半导体中单位体积内带正电的空穴数等于单位体积中带负电的电子数。C、半导体中荷电的包括导带电子、价带空穴、电离施主和电离受主。D、该条件下，宏观状态表现为半导体不显电性。题号一二三四五六七八总分得分评卷人赣南师范学院考试卷（B卷）第2页共3页行政班级：姓名：学号：选课班级：……………………………………密………………………封……………………线…………………………密封线内不得答题三、设np，试证明：（1）半导体的电导率取极小值min的条件是：1/21/2()()pniinpnnpn和（2）min21ibb，其中i是本征半导体的电导率，npb（本题10分）四、作图题：画出绝缘体、半导体和导体的能带示意图。（本题5分）五、计算题（共45分）1、掺磷的n型Si，已知磷的电离能为0.044eV，求室温下杂质一半电离时费米能级的位置和磷的浓度。（已知：1932.810CNcm，00.026kTeV）（本题10分）2、500g的Si单晶，掺有54.510g的B，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率（室温下）（设2500/()pcmVs），硅单晶的密度为32.33/gcm，B原子量为1.08）。（本题10分）赣南师范学院考试卷（B卷）第3页共3页行政班级：姓名：学号：选课班级：……………………………………密………………………封……………………线…………………………密封线内不得答题3、一块掺杂施主浓度为163210cm的硅片，在920℃下掺金到饱和浓度，然后经氧化等处理，最后此硅片的表面复合中心为10210cm，计算（1）体寿命（2）扩散长度（3）表面复合速度。（已知题设条件下2350/pcmVs;金的空穴俘获系数731.1510/prcms）（本题15分）4、受主浓度17310ANcm的p型锗，室温下的功函数是多少？若不考虑表面态的影响，它分别同,AlAu接触时，形成阻挡层还是反阻挡层？（:0.67gGeEeV对，电子亲和能取4.13eV；功函数：4.18AlWeV，5.20AuWeV）（本题10分）