1、1014cm受主能級D 缺陷能級）的一個物理量；載流子的擴散系數是描述載流子在濃度梯度作用下的運動快慢3， 同時摻有濃度為1.1 1015cm 3 的磷，D ） ，費米能級（G ） ；將該半導體升 半導體硅材料的晶格結構是（A ）A 金剛石B 閃鋅礦下列固體中，禁帶寬度Eg 最大的是（ 金屬 半導體 絕緣體硅單晶中的層錯屬于（C ） 點缺陷 線缺陷施主雜質電離后向半導體提供（B ） ，受主雜質電離后向半導體提供（激發后 向半導體提供（A B ） 。A 空穴B 電子砷化鎵中的非平衡載流子復合主要依靠（A 直接復合B 間接復合 TOC o 1-5 h z 衡量電子填充能級水平的是（B ） 施主能級

2、 費米能級載流子的遷移率是描述載流子（ A（ B ） 的一個物理量。A 在電場作用下的運動快慢B室溫下， 半導體 Si 中摻硼的濃度為則電子濃度約為（B ） ，空穴濃度為（C 纖鋅礦C ） 面缺陷A ） ，本征A ）C 俄歇復合） 。 （已E 1.2npni2C很薄16 pn 結反偏狀態下，空間電荷層C不變C ） 已作為縮短少數載流子壽命的有效手段。C 摻金工藝溫至570K，則多子濃度約為（F ） ，少子濃度為（F ） ，費米能級（I知：室溫下，ni 1.5 1010cm 3， 570K 時，ni 2 1017cm 3）A 1014cm 3 B 1015cm 3 C 1.1 1015cm 3

3、D 2.25 105cm 3 1015cm 3 F 2 1017cm 3 G 高于 Ei H 低于 Ei I 等于 Ei載流子的擴散運動產生（C ）電流，漂移運動產生（A ）電流。A 漂移B 隧道C 擴散下列器件屬于多子器件的是（B D ） 穩壓二極管 肖特基二極管 發光二極管D 隧道二極管平衡狀態下半導體中載流子濃度n0p0=ni2，載流子的產生率等于復合率，而當時，載流子的復合率（C ）產生率大于 等于 小于實際生產中，制作歐姆接觸最常用的方法是（A ） 重摻雜的半導體與金屬接觸 輕摻雜的半導體與金屬接觸13在下列平面擴散型雙極晶體管擊穿電壓中數值最小的是（ C ）A BVCEO B BV

4、CBO C BVEBOB ） 。 （VS 為半導體表面電勢；14 MIS 結構半導體表面出現強反型的臨界條件是（ qVB=Ei-EF）A VS=VBB VS=2VBC VS=015晶體管中復合與基區厚薄有關，基區越厚，復合越多，因此基區應做得（ C ）A較厚B較薄的寬度隨外加電壓數值增加而（A ） 。A展寬B變窄在開關器件及與之相關的電路制造中，A 鈍化工藝B 退火工藝在二極管中，外加反向電壓超過某一數值后，反向電流突然增大，這個電壓叫（ B ） 。A 飽和電壓B 擊穿電壓C 開啟電壓19真空能級和費米能級的能值差稱為（A ）A 功函數B 親和能C 電離電勢. 平面擴散型雙極晶體管中摻雜濃度最

5、高的是（A ）A 發射區B 基區C 集電區 柵電壓為零，溝道不存在，加上一個負電壓才能形成P 溝道， 該 MOSFET 為 （ A ）A P 溝道增強型B P 溝道耗盡型C N 溝道增強型D N 溝道耗盡型二、判斷題（共20 分，每題分）（）半導體材料的導電性能介于導體和絕緣體之間。（）半導體中的電子濃度越大，則空穴濃度越小。（）半導體中載流子低溫下發生的散射主要是晶格振動的散射。（）雜質半導體的電阻率隨著溫度的增加而下降。（）半導體中雜質越多，晶格缺陷越多，非平衡載流子的壽命就越短。（ ）非簡并半導體處于熱平衡狀態的判據是n0p0=ni2。（）MOSFET 只有一種載流子（電子或空穴）傳輸電

6、流。（）反向電流和擊穿電壓是表征晶體管性能的主要參數。（）同一種材料中，電子和空穴的遷移率是相同的。10（）MOS型的集成電路是當今集成電路的主流產品。（ ）平衡 PN 結中費米能級處處相等。（ ） 能夠產生隧道效應的PN 結二極管通常結的兩邊摻雜都很重，雜質分布很陡。（）位錯就是由范性形變造成的，它可以使晶體內的一原子或離子脫離規則的周期 而位移一段距離。（）在某些氣體中退火可以降低硅-二氧化硅系統的固態電荷和界面態。（ ）高頻下，pn 結失去整流特性的因素是pn 結電容（）pn 結的雪崩擊穿電壓主要取決于高摻雜一側的雜質濃度。（ ）要提高雙極晶體管的直流電流放大系數 、 值，就必須提高發射

7、結的注入系數 和基區輸運系數。（）二氧化硅層中對器件穩定性影響最大的可動離子是鈉離子。（）制造MOS 器件常常選用111晶向的硅單晶。（）場效應晶體管的源極和漏極可以互換，但雙極型晶體管的發射極和集電極是不可 以互換的。名詞解釋（共 15 分，每題5 分，給出關鍵詞得3 分 ）雪崩擊穿隨著 PN 外加反向電壓不斷增大，空間電荷區的電場不斷增強，當超過某臨界值時，載流子受電場加速獲得很高的動能，與晶格點陣原子發生碰撞使之電離，產生新的電子 空穴對，再被電場加速，再產生更多的電子 空穴對， 載流子數目在空間電荷區發生倍增，猶如雪崩一般，反向電流迅速增大，這種現象稱之為雪崩擊穿。2非平衡載流子由于外

8、界原因，迫使半導體處于與熱平衡狀態相偏離的狀態，稱為非平衡狀態，其載流子濃度可以比平衡狀態時多出了一部分，比平衡時多出了的這部分載流子稱為非平衡載流子。3共有化運動當原子相互接近形成晶體時，不同原子的內外各電子殼層之間就有了一定程度的交疊，相鄰原子最外層交疊最多，內殼層交疊較少。原子組成晶體后，由于電子殼層的交疊，電子不再完全局限在某一個原子上，可以由一個原子轉移到相鄰的原子上去，因而，電子將可以在整個晶體中運動，這種運動稱為電子的共 有化運動。問答題（22 分）簡述肖特基二極管的優缺點。（ 6 分，每小點1 分）優點：（1 ）正向壓降低（2 ）溫度系數小3）工作頻率高。4）噪聲系數小缺點：（

9、1）反向漏電流較大2）耐壓低 MIS 結構中， 以金屬絕緣體 P 型半導體為例，半導體表面在什么情況下成為積累層？ TOC o 1-5 h z 什么情況下出現耗盡層和反型層？（ 6 分，每小點2 分）積累狀態：當金屬與半導體之間加負電壓時，表面勢為負值，表面處能帶向上彎曲，表面層內就會出現空穴的堆積。（2 分）耗盡狀態：當金屬與半導體之間加正電壓時，表面勢為正值，表面處能帶向下彎曲，表面處的空穴濃度較體內的低得多，這種狀態就叫做耗盡狀態。（2 分）反型狀態：當正電壓進一步增加時，能帶進一步向下彎曲，使表面處的費米能級高于中央能級E i ，這意味著表面的電子濃度將超過空穴濃度，形成反型層。（2

10、分）3如何加電壓才能使NPN 晶體管起放大作用。請畫出平衡時和放大工作時的能帶圖。答： 要使 NPN晶體管起放大作用，發射結要加正向偏壓，集電結反向偏壓。放大工作時的能帶圖如下計算題（共13 分，其中第一小題5 分，第二小題5 分，第三小題3 分）計算（ 1 ） 摻入 ND 為 1 1015 個 /cm3 的施主硅，在室溫 （ 300K） 時的電子n0 和空穴濃度p0，其中本征載流子濃度n i=2 1010 個 /cm3。（2）如果在（1 ）中摻入NA=5 1014 個 /cm3 的受主，那么電子n0 和空穴濃度p0 分別為多少？（ 3）若在（1）中摻入NA=1 1015 個 /cm3 的受主

11、，那么電子 n0 和空穴濃度p0 又為多少？一、填空題（共25 分 每空分）硼、 鋁、 鎵等 三族元素摻入到硅中，所形成的能級是受主 （施主能級或受主能級）；砷、磷等五族元素摻入到硅中，所形成的能級是施主 （同上） 。平衡狀態下，我們用統一的費米能級 來標志電子填充能級的水平，在非平衡狀態下，導帶中的電子填充能級的水平是用導帶費米能級（ n）來衡量，價帶中電子填充能級的水平是用價帶費米能級（ p）來衡量。、載流子的散射機構主要有電離雜質散射和 晶格振動散射。、結擊穿共有三種：雪崩擊穿、 齊納擊穿、 熱擊穿、晶體管的品種繁多，按其結構分可分為雙極型 、 MOS 晶體管。在電子電路應用中，主要有兩

12、種接法即：共基極 和 共射極 ，其標準偏置條件為：發射極 正向偏置、集電極反向偏置。、 P型半導體的MIS 結構外加柵壓時，共有三種狀態：積累 、耗盡 、 反型 。、 真空能級和費米能級的能量差稱為功函數 ，真空能級和半導體導帶底的能量差稱 TOC o 1-5 h z 為 親和能。在二極管中，外加反向電壓超過某一數值后，反向電流突然增大，這個電壓叫擊穿電壓。晶體管中復合與基區厚薄有關，基區越厚，復合越多，因此基區應做得較薄 （較厚或較?。?1、載流子的擴散運動產生擴散 電流，漂移運動產生漂移 電流。12、在開關器件及與之相關的電路制造中，摻金工藝已作為縮短少數載流子壽命的有效手段。二、判斷題

13、（共10 分，每題1 分）1 、位錯是半導體材料中的一種常見的線缺陷。（ R ）2、在高溫本征激發時，本征激發所產生的載流子數將遠多于雜質電離所產生的載流子數。（ R）3、電離雜質散射與半導體中雜質濃度成正比。（ R ）4、由注入所引入的非平衡載流子數，一定少于平衡時的載流子數，不管是多子還是少子。（ F）5、非平衡少子濃度衰減到產生時的1/e 時的時間，稱為非平衡載流子的壽命。（R） TOC o 1-5 h z 6、俄歇復合是一種輻射復合。（ F ）7、愛因斯坦關系式表明了非簡并情況下載流子的遷移率和擴散系數直接的關系。（ R）8、在大的正向偏壓時，擴散電容起主要的作用。（ R ）9、齊納擊

14、穿是一種軟擊穿。（ F ）10、半導體的電導率隨摻雜濃度的增加而增加。（ R ）二、選擇題：（單選多選均有共分每題分）下列對純凈半導體材料特性敘述正確的是A、 D 半導體的電阻率在導體和絕緣體之間 半導體的電阻率隨溫度的上升而升高。 半導體的電阻率隨溫度的上升而減小。半導體的電阻率可以在很大范圍內變化。B穩壓二極管 肖特基二極管發光二極管變容二極管A 空穴的遷移率。 大于等于 小于 TOC o 1-5 h z Eg最大的是C 金屬 半導體 絕緣體Al 形成良好的歐姆接觸的結構形式有B、 D Al-n-n+ Al-n+-n Al-p-p+ D Al-p+-pA 外層電子的有效質量。 大于 等于

15、小于 不一定x、 y、 z 軸上的截距分別為、，則其密勒指數為A （，）（，）C （，）D（，） Pn 結耗盡層中（如圖所示）電場強度最大的地方是C pp xx nn 一樣大P x nPNP x n 最能起到有效的復合中心作用的雜質是A 深能級雜質 淺能級雜質 中等能級雜質在下列半導體中，費米能級最高的是CA 強 P型B 弱 P型C 強 N型 D 弱 N型三、名詞解釋（共 15分 每題 5 分 ）、準費米能級費米能級和統計分布函數都是指的熱平衡狀態，而當半導體的平衡態遭到破壞而存在非平衡載流子時，可以認為分就導帶和價帶中的電子來講，它們各自處于平衡態，而導帶和價帶之間處于不平衡態，因而費米能級

16、和統計分布函數對導帶和價帶各自仍然是適用的，可以分別引入導帶費米能級和價帶費米能級，它們都是局部的能級，稱為“準費米能級”分別用EFn、EFp表示。直接復合電子在導帶和價帶之間直接躍遷而引起電子和空穴的直接復合間接復合電子和空穴通過禁帶中的能級（復合中心）進行復合。PN 結正向偏壓時，有空穴從P 區注入N 區。 當正向偏壓增加時，由 P 區注入到N 區的空穴增加，注入的空穴一部分擴散走了，一部分則增加了N 區的空穴積累，增加了載流子的濃度梯度。在外加電壓變化時，N 擴散區內積累的非平衡空穴也增加，與它保持電中性的電子也相應增加。這種由于擴散區積累的電荷數量隨外加電壓的變化所產生的電容效應，稱為

17、 P-N 結的擴散電容。用CD表示。四、問答題（分）8 分）、畫出雜質半導體電阻率與溫度的關系圖，并分析該圖。AB：溫度很低，本征激發可忽略，載流子主要上由雜 質提供，它隨溫度增加而增加，散射主要由電離雜質決定，遷移率隨溫度的增加而增加，所以電阻率隨溫度的增加而下降。（ 2 分） TOC o 1-5 h z BC：溫度繼續升高，雜質已全部電離，載B流子濃度基本不變，晶格振動散射上升為主要矛盾，遷移率隨溫度的升高而下降，所以電阻率隨溫度的升高而增大。 （ 2 分）CD：溫度繼續升高，大量本征載流子的產生遠遠T超過遷移率減小對電阻率的影響，電阻率隨溫度的升高而急劇下降。MOSFET與雙極晶體管相比有何優點？（6 分）MOS 管：多子器件，驅動能力強，易集成，功耗低，適合于大規模集成電路，現已成為超大規模集成電路的主流形式。（ 3 分）雙極器件：少子器件，速度較快，但集成度較低，功耗大，不適合于大規模集成電路。（ 3分）MIS結構中，P型半導體表面在什么情況下成為積累層？什么情況下出現耗盡層和反型層？并請畫出相應的能帶圖。（分）積累狀態耗盡狀態反型狀積累狀態：當金屬與半導體之間加負電壓時，表面勢為負值，表面處能帶向上彎曲，表面層內就會出現空穴的堆積。（ 2 分）耗盡狀態：