半導(dǎo)體物理與器件習(xí)題

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1、第一章固體晶格結(jié)構(gòu)1．如圖是金剛石結(jié)構(gòu)晶胞，若a是其晶格常數(shù)，則其原子密度是。2．所有晶體都有的一類缺陷是：原子的熱振動，另外晶體中常的缺陷有點缺陷、線缺陷。3．半導(dǎo)體的電阻率為10-3～109Ωcm。4．什么是晶體？晶體主要分幾類？5．什么是摻雜？常用的摻雜方法有哪些？答：為了改變導(dǎo)電性而向半導(dǎo)體材料中加入雜質(zhì)的技術(shù)稱為摻雜。常用的摻雜方法有擴散和離子注入。6．什么是替位雜質(zhì)？什么是填隙雜質(zhì)？7．什么是晶格？什么是原胞、晶胞？第二章量子力學(xué)初步1．量子力學(xué)的三個基本原理是三個基本原理能量量子化原理、波粒二相性原理、不確定原理。2．什么是概率密度函數(shù)？3．描述原

2、子中的電子的四個量子數(shù)是：、、、。第三章固體量子理論初步1．能帶的基本概念n能帶（energyband）包括允帶和禁帶。n允帶（allowedband）：允許電子能量存在的能量范圍。n禁帶（forbiddenband）：不允許電子存在的能量范圍。n允帶又分為空帶、滿帶、導(dǎo)帶、價帶。n空帶（emptyband）：不被電子占據(jù)的允帶。n滿帶（filledband）：允帶中的能量狀態(tài)（能級）均被電子占據(jù)。導(dǎo)帶：有電子能夠參與導(dǎo)電的能帶，但半導(dǎo)體材料價電子形成的高能級能帶通常稱為導(dǎo)帶。價帶:由價電子形成的能帶，但半導(dǎo)體材料價電子形成的低能級能帶通常稱為價帶。2．什么是漂

3、移電流？漂移電流：漂移是指電子在電場的作用下的定向運動，電子的定向運動所產(chǎn)生的電流。3．什么是電子的有效質(zhì)量？晶格中運動的電子，在外力和內(nèi)力作用下有：Ｆ總＝Ｆ外＋Ｆ內(nèi)=ma,　　　　　m是粒子靜止的質(zhì)量。Ｆ外=m*na,　　　　　　　m*n稱為電子的有效質(zhì)量。4．位于能帶底的電子，其有效質(zhì)量為正，位于能帶頂電子，其有效質(zhì)量為負(fù)。5．在室溫T=300K，Si的禁帶寬度：Eg=1.12eVGe的禁帶寬度：Eg=0.67eVGaAs的禁帶寬度：Eg=1.43eVEg具有負(fù)溫度系數(shù)，即T越大，Eg越??；Eg反應(yīng)了，在相同溫度下，Eg越大，電子躍遷到導(dǎo)帶的能力越弱。6．在

4、熱平衡狀態(tài)下，晶體中的電子在不同能量的量子態(tài)上統(tǒng)計分布幾率是一定的，電子遵循費米統(tǒng)計律，電子的費米分布函數(shù)是：費米能級EF和溫度、半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、雜質(zhì)的含量有關(guān)。處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)有統(tǒng)一的費米能級。因此，在溫度不很高時，能量大于費米能級的量子態(tài)基本沒有被電子占據(jù)，而能量小于費米能級的量子態(tài)基本上為電子所占據(jù)；而電子占據(jù)費米能級的幾率在各種溫度下總是１/2.費米能級標(biāo)志了電子填充能級的水平，比EF高的量子態(tài)，基本為空，而比EF底的量子態(tài)基本上全被電子所占滿.這樣費米能級EF就成為量子態(tài)是否被電子占據(jù)的分界線：1)能量高于費米能級的量子態(tài)基本是空的；2)能量

5、低于費米能級的量子態(tài)基本是滿的；73)能量等于費米能級的量子態(tài)被電子占據(jù)的幾率是50%。4）費米能級越高，說明有較多的能量較高的量子態(tài)上有電子.7．什么是非簡并半導(dǎo)體？什么是簡并半導(dǎo)體？通常將服從玻耳茲曼統(tǒng)計規(guī)律的半導(dǎo)體稱為非簡并半導(dǎo)體；而將服從費米統(tǒng)計分布規(guī)律的半導(dǎo)體稱為簡并半導(dǎo)體。8．什么是空穴，空穴是怎樣形成的？當(dāng)一個價電子躍入導(dǎo)帶后，就會留下一個帶正電的“空狀態(tài)”；價電子在空狀態(tài)中的移動等價為那些帶正電的空狀態(tài)的自身運動；帶正電的空狀態(tài)移動可以看成一個正電荷在價帶中運動；這種可以形成電流的正電荷載流子———空穴。9．什么是直接帶隙半導(dǎo)體？什么是間接帶隙半

6、導(dǎo)體？10．鍺的晶格結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)分別是（C）。A.金剛石型和直接禁帶型B.閃鋅礦型和直接禁帶型C.金剛石型和間接禁帶型D.閃鋅礦型和間接禁帶型11.在某半導(dǎo)體摻入硼的濃度為1014cm-3,磷為1015cm-3，則該半導(dǎo)體為（B）半導(dǎo)體。A.本征B.n型C.p型D.不確定12．當(dāng)半導(dǎo)體材料處于熱平衡時，其電子濃度與空穴濃度的乘積為（B）。A.變化量B.常數(shù)C.受主雜質(zhì)濃度D.施主雜質(zhì)類型13．在一定溫度下，對一非簡并n型半導(dǎo)體材料，減少摻雜濃度，會使得（C）靠近中間能級Ei。A．EcB.EvC.EFD.Ec-EF第四章平衡半導(dǎo)體（本章重點學(xué)習(xí)本征半導(dǎo)本、費米能

7、級、載流子的分布等相半概念結(jié)論。）1.什么是本征半導(dǎo)體？答：征半導(dǎo)體是指純凈的沒有雜質(zhì)原子和缺陷的純凈晶體。2．本征半導(dǎo)體是指（A）的半導(dǎo)體。A.不含雜質(zhì)和晶格缺陷B.電阻率最高C.電子密度和空穴密度相等D.電子密度與本征載流子密度相等3．熱平衡狀態(tài)下，非簡并半導(dǎo)體的導(dǎo)帶的電子濃度是4．熱平衡狀態(tài)下，非簡并半導(dǎo)體的價帶的空穴濃度是5．什么叫本征激發(fā)？其特點是什么？溫度越高，本征激發(fā)的載流子越多，為什么？試定性說明之。解：在一定溫度下，價帶電子獲得足夠的能量（≥Eg）被激發(fā)到導(dǎo)帶成為導(dǎo)電電子的過程就是本征激發(fā)。本征激發(fā)的特點：成對的產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價帶空穴。本征

8、激發(fā)結(jié)果是在半導(dǎo)體中出現(xiàn)