半导体物理习题答案

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3.(12分)侧得某p+n结的势垒电容所示:

和反向电压间关系如下表

0 20 0.5 17.3 1 15.6 1.5 14.3 2 13.3 2.5 12.4 3 11.6 设pn结面积=

,计算

(1)p+n结的接触电势差 (2)求

4.(13分)完成下列问题

(1)画出栅控二极管的结构示意图 (2)分析表面电场对pn结的反向电流的影响 (3)分析表面电场对pn结击穿特性的影响 (4)为稳定半导体表面的性质,可以采用哪些措施 5.(10分)证明pn结反向电流可以表示为:

式中,

分别为n型和p型半导体的电导率,

为本征半导体的电导率。

综合练习题五

一.(15分)请回答下列问题: 1.费米分布函数的表示式是什么?

2.T=0K及T>0K时该函数的图形是什么?

3.费米分布函数与波尔兹曼分布函数的关系是什么?

二.(15分)请画出N型半导体的MIS结构的C—V特性曲线,要求在图中表示出:

1.测量频率的影响。 2.平带电压。

3.积累、耗尽与反型状态各对应曲线的哪一部分? 三.(15分)请画出图形并解释: 1.直接能隙与间接能隙。 2.直接跃迁与间接跃迁。 3.直接复合与间接复合。

四.(15分)下列三种效应的实际表现是什么?请说出其物理成因。 1.霍耳效应。 2.塞贝克效应。 3.光生伏特效应。

五.(10分)请设计一个实验,来验证MIS结构的绝缘层中存在着可动电荷。

六.(15分)室温下,一个N型硅样品,施主浓度ND=子寿命

,设非平衡载流子的产生率

少,计算电

导率及准费米能级的位臵。(硅的

,室温下本征载流子浓度为

七.(15分)有人在计算“施子浓度的锗材料中,在

室温下的电子和空穴浓度”问题时采取了如下算法:由于室温下施主已全部电离,所以电子浓度就等于施主浓度与室温下的本征载流子浓度

之和。请判断这种算法是否正确,如果你认为正确,请说明理由;

如果你认为不正确,请把正确的方法写出来。(室温下锗的本征载流子浓度可取值

综合练习题六

一、解释名词(共12分,每小题3分)

1.有效质量 2.准费米能级 3.状态密度 4.载流子迁移率 二、回答问题(共32分,每小题4分)

1.绝缘体、半导体、导体的能带结构有何区别? 2.辐射复合、非辐射复合、俄歇复合有何区别? 3.直接跃迁与间接跃迁的区别?

4.P-N结的击穿有几种?请分别说明它们的机制。 5.P-N结的电容效应有几种?解释它们的物理成因。 6.什么是简并半导体?在什么情况下发生简并化?

7.半导体的载流子运动有几种方式?如何定量描述它们? 8.载流子浓度随温度的增加是增大还是减少?为什么?

三、写出下面列出的常用公式,并写出所用符号代表的物理意义。(共10分,每小题2分)

1.热平衡状态下,半导体中两种载流子的乘积。

2.非平衡载流子浓度随时间的衰减公式。 3.P-N结的I-V关系。 4.一种载流子的霍耳系数。 5.半导体电导率的一般表达式。 四、选择题(共6分,每小题2分)

1.室温下,硅中本征载流子浓度的数量级大致是( ) A.

B.

C.

2.在硅中,电子漂移速度的上限为( ) A.

B.

C.

3.在硅中,硼杂质的电离能大致是( ).

A.0.45ev B.0.045e v C.4.5ev D.45ev 五、(8分)已知:硅半导体材料中施主杂质浓度为 求:1.在T=300K时EF的位臵.

2.当施主杂质电离能为0.05ev, T=300K时,施主能级上的浓度。

六.(6分)室温下,N型硅中掺入的施主杂质浓度 在光的照射下产生了非平衡载流子,其浓度为Δn=Δp=

求此情况下,电子与空穴的准费米能级的位臵,并与没有光照时的费米能级比较。

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