半导体物理习题
更新时间:2024-01-09 02:17:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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第一篇 习题 半导
体中的电子状态
1-1、 什么叫本征激发?温度越高,本征激发的载流子越多,为什么?试定性说
明之。
1-2、 试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。
1-3、 试指出空穴的主要特征。
1-4、简述Ge、Si和GaAS的能带结构的主要特征。
1-5、某一维晶体的电子能带为
E(k)?E0?1?0.1cos(ka)?0.3sin(ka)?
其中E0=3eV,晶格常数a=5х10-11m。求:
(1) 能带宽度;
(2) 能带底和能带顶的有效质量。
第二篇 习题-半导体中的杂质和缺陷能级
刘诺 编
2-1、什么叫浅能级杂质?它们电离后有何特点?
2-2、什么叫施主?什么叫施主电离?施主电离前后有何特征?试举例说明之,并用能带图表征出n型半导体。
2-3、什么叫受主?什么叫受主电离?受主电离前后有何特征?试举例说明之,并用能带图表征出p型半导体。
2-4、掺杂半导体与本征半导体之间有何差异?试举例说明掺杂对半导体的导电性能的影响。
2-5、两性杂质和其它杂质有何异同?
2-6、深能级杂质和浅能级杂质对半导体有何影响?
2-7、何谓杂质补偿?杂质补偿的意义何在?
第三篇 习题 半导体中载流子的统计分布
刘诺 编
3-1、对于某n型半导体,试证明其费米能级在其本征半导体的费米能级之上。即EFn>EFi。
3-2、试分别定性定量说明:
(1) 在一定的温度下,对本征材料而言,材料的禁带宽度越窄,载流子浓度
越高;
(2) 对一定的材料,当掺杂浓度一定时,温度越高,载流子浓度越高。
3-3、若两块Si样品中的电子浓度分别为2.25×1010cm-3和6.8×1016cm-3,试分别求出其中的空穴的浓度和费米能级的相对位置,并判断样品的导电类型。假如再在其中都掺入浓度为2.25×1016cm-3的受主杂质,这两块样品的导电类型又将怎样?
3-4、含受主浓度为8.0×106cm-3和施主浓度为7.25×1017cm-3的Si材料,试求温度分别为300K和400K时此材料的载流子浓度和费米能级的相对位置。
3-5、试分别计算本征Si在77K、300K和500K下的载流子浓度。
3-6、Si样品中的施主浓度为4.5×1016cm-3,试计算300K时的电子浓度和空穴浓度各为多少?
3-7、某掺施主杂质的非简并Si样品,试求EF=(EC+ED)/2时施主的浓度。
第四篇 习题-半导体的导电性
刘诺 编
4-1、对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体,为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同?试加以定性分析。
4-2、何谓迁移率?影响迁移率的主要因素有哪些?
4-3、试定性分析Si的电阻率与温度的变化关系。
p?ni?p/?nn?ni?n/?p4-4、证明当μn≠μp,且电子浓度0,空穴浓度0时半导体的电导率有最小值,并推导?min的表达式。
4-5、0.12kg的Si单晶掺有3.0×10-9kg的Sb,设杂质全部电离,试求出此材料的电导率。(Si单晶的密度为2.33g/cm3,Sb的原子量为121.8)
第五篇 习题 非平衡载流子
刘诺 编
5-1、何谓非平衡载流子?非平衡状态与平衡状态的差异何在?
5-2、漂移运动和扩散运动有什么不同?
5-3、漂移运动与扩散运动之间有什么联系?非简并半导体的迁移率与扩散系数之间有什么联系?
5-4、平均自由程与扩散长度有何不同?平均自由时间与非平衡载流子的寿命又有何不同?
5-5、证明非平衡载流子的寿命满足?p?t???p0e,并说明式中各项的物理意义。
5-6、导出非简并载流子满足的爱因斯坦关系。
5-7、间接复合效应与陷阱效应有何异同?
5-8、光均匀照射在6??cm的n型Si样品上,电子-空穴对的产生率为4×1021cm-3s-1,样品寿命为8μs。试计算光照前后样品的电导率。
ndEFj?n?ndx。 5-9、证明非简并的非均匀半导体中的电子电流形式为
5-10、假设Si中空穴浓度是线性分布,在4μm内的浓度差为2×1016cm-3,试计算空穴的扩散电流密度。
5-11、试证明在小信号条件下,本征半导体的非平衡载流子的寿命最长。
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第六篇习题-金属和半导体接触
刘诺 编
6-1、什么是功函数?哪些因数影响了半导体的功函数?什么是接触势差?
6-2、什么是Schottky势垒?影响其势垒高度的因数有哪些?
6-3、什么是欧姆接触?形成欧姆接触的方法有几种?试根据能带图分别加以分析。
6-4、什么是镜像力?什么是隧道效应?它们对接触势垒的影响怎样的?
6-5、施主浓度为7.0×1016cm-3的n型Si与Al形成金属与半导体接触,Al的功函数为4.20eV,Si的电子亲和能为4.05eV,试画出理想情况下金属-半导体接触的能带图并标明半导体表面势的数值。
6-6、分别分析n型和p型半导体形成阻挡层和反阻挡层的条件。
6-7、试分别画出n型和p型半导体分别形成阻挡层和反阻挡层的能带图。
6-8、什么是少数载流子注入效应?
6-9、某Shottky二极管,其中半导体中施主浓度为2.5×1016cm-3,势垒高度为0.64eV,加上4V的正向电压时,试求势垒的宽度为多少?
6-10、试根据能带图定性分析金属-n型半导体形成良好欧姆接触的原因。
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