清华大学微电子半导体物理期末考题 邓宁

发信人: blackeye (黑眼), 信区: Pretest

标题: 半导体期末题

发信站: FreeE&E (Fri Jul 2 10:05:20 1999), 转信

1.名词解释

平带电压；

光生伏特效应；

电子阻挡层。

2.C-V曲线

1）解释理想情况的；

2）算有功函数差和SI02电荷的平带电压；

3）解释有界面态的C-V曲线。

3.画异质结能带图，求出Vd和势垒的高度。

4.解释本征吸收限；

解释直接跃迁吸收，间接跃迁吸收；

解释本征吸收限和温度的关系；

解释为什么在一定的能量吸收系数陡峭上升。

发信人: thirteen (饿红坦克), 信区: Pretest

标题: 田奶奶2005年1月12日考题——半导体

发信站: 自由空间 (Wed Jan 12 17:32:53 2005), 站内

A卷

一。选择题

1。掺有磷的硅晶体中再掺入硼，电导率的变化如何（变大，变小，不变）

2。温度升高，pn结反向电流的变化（大，小，不变）

3。光照n型肖特基结，半导体一侧势垒高度变化（大，小，不变），金属一侧的势垒高度的变化（大，小，不变）

4。两种半导体除掺杂浓度不同Nd1>Nd2，其他都相同，求时间常数的关系（>.<,相等）

5。pn结通正向小电流时，计算值比实验值小，求在分析的时候忽略了什么（势垒区的复合电流，产生电流）

6。硅电子受光子激发，发生本征跃迁，下列那种说法错误（能量相等，波矢变，波矢不变）7。功函数为Wm的金属与Ws的半导体，Wm>Ws，将形成（电子阻挡层，电子反阻挡层，空穴阻挡层，空穴反阻挡层）

8。空穴与价带顶空态电子的速度（不同，相同），波失（不同，相同）

二。简答题

1。温度不同，吸收限不同的原因。300k时Ge在0.8eV处吸收系数陡峭上升，原因是什么（见书中P280的图10.7）

2。Ge和Si的散射机构是什么？温度升高，分别怎样变化

3。准热平衡以及准费米能的含义

三。Ge,Si的异质pn结，Ge为p型，Si为n型

已知两者的功函数，禁带宽度，X，以及Ef-Ev,Ed-Ef

请画出能带图。

四。单一受主的p型半导体，试推导：在低温弱电离情况下，dEf/dT的表达式

五。n型半导体，失主浓度满足以下关系Nd=No*exp(-x/L)

求： 1.内建电场表达式

2.求电位以及能带图

3.证明爱因斯坦关系

六。杂质补偿型半导体Si,Na=10^15/cm^3,Ef与Ed重合，平衡载流子n0=5*10^15/cm^-3，gd=2,ni=1.5*10^10/cm^-3，求：

1.平衡时少子的浓度

2.Si中的施主杂质浓度Nd

3.电离杂质和中性杂质的浓度

七。

---------------------------

/ / /

/ 光照 / /

/ / /

--------------------------

x<0 x=0 x>0

p型半导体，光照在体内均匀吸收，产生率为G, 求n(x)

发信人: smallsheep (小羊), 信区: Pretest

标题: 田立林－半导体物理 2004.1.12

发信站: 自由空间 (Wed Jan 12 17:24:45 2005), 站内

奶奶这次还算厚道呵呵。

简答题：

1.解释那个“肩形”图，为什么300K比77K本征吸收限低，为什么会有陡峭上升的那段。

2.Ge Si中的主要散射结构，他们的散射几率随温度怎么变

3.什么是准热平衡，什么是准费米能级。

计算：

1.推导出底低温弱电离时。只含一种受主的P型Si中EF随温度的变化率。

2.ND=N0exp(-x/a),求出电场强度，电势分部，并做图，最后证明爱因斯坦关系。

3.

4.

跟作业类似。不说啦。

天空题其它人补充吧。呜.............

发信人: gshh (我不是牛人), 信区: Pretest

标题: 1字班半导体（微）期末试题（部分）

发信站: 自由空间 (2004年01月03日10:31:17 星期六), 站内信件

一。简要说明

pn结势垒电容和扩散电容；

简并半导体和非简并半导体

光生伏特效应

二。填空（不全）

1。Si中两种主要散射机构__和__，前者迁移率随温度升高而__，后者迁移率随温度升高而__。

2。补偿p型Si，电中性条件。低温弱电离__，强电离__，本征区__

3。两个n型半导体形成同型异质结，Egaχb,Wa>Wb,平衡时，ΔEc=__,ΔEv=__

,Vd=__，画出能带图。

4。半导体中的光吸收类型有__,__,__,__,__

三。书上5。7题

四。画n型MOS C-V特性曲线

1。理想情况，标出平带电容

2。考虑功函数，Wm>Ws

3。考虑二氧化硅层中的正电荷

4。考虑界面态

5。已知Wm=4.6eV,Ws=4.3ev,Qi=10^12/cm^2， Ci=10^-7F/cm^2,q=1.6*10^-19C,

求平带电压

发信人: gshh (我不是牛人), 信区: Pretest

标题: Re: 1字班半导体（微）期末试题（部分）

发信站: 自由空间 (2004年01月03日12:40:40 星期六), 站内信件

五。MIS能带图(画的不好，见笑了)，给出Ea,Eb,Ec-Ef,Ec-Ei的能量值，

其中半导体为GaAs，给了KB*T,ni

___

∧ |\

|| | \ ___

Ea | |___Eb

|| | |\

∨ | | `'--------------------Ec

Efm-----------| |-----------------------Ef

| |\

| | `'--------------------Ei

| |

| |\

| | `'--------------------Ev

-----------------|---|---------------------->

0 dsc x

1。定性画出半导体部分的电势，以体内为电势零点

2。定性画出半导体部分的电场

下面为选择题

3。半导体是否处于热平衡状态

4。GaAs掺杂浓度

5。半导体所处状态：积累，平带，耗尽，反型

6。外加栅压Vg

7。功函数差Vms

8。平带电压

发信人: Ifisham (阿福), 信区: Pretest

标题: [半导体物理][微][简答题]（2003-1）

发信站: 自由空间 (2003年01月12日10:43:50 星期天), 站内信件

1.什么是施主杂质？

2.什么是受主杂质？

3.什么是电中性杂志，它的作用？

4.缺陷对半导体导电性的影响。单极性半导体CdS中有S2-空位。问他是什么导电类型？如何解释?

5.深能级杂质的作用？

发信人: Pretest (我是匿名天使), 信区: Pretest

标题: Re: 半导体物理-IM

发信站: 自由空间 (2002年01月10日14:15:50 星期四), 站内信件

2002年1月10日半导体物理考题（A卷）(微)

*********************************************************************

*********************************************************************

一、选择（15分）

1、下列那种情况下有载流子的净产生？

A）在平衡PN结的势垒区中

B）在正向PN结的势垒区中

C）在反向PN结的势垒区中

D）在正向PN结的扩散区中

E）在反向PN结的扩散区中

2、温度升高，电离杂质散射决定的迁移率将______。

A）增大 B）减小 C）不变 D）不确定

3、反向偏压增大时，PN结势电容将______。

A）增大 B）减小 C）不变 D）不确定

4、耗尽层近似是指______。

A）n≠0p≠0 B）n=0 p≠0 C）n≠0 p=0 D）n=0 p=0

二、任选3题作简要回答（15分）

1、什么是非简并半导体？什么是简并半导体？

2、过剩载流子寿命的含义。

3、通过霍尔系数的测量能够测定哪些半导体材料系数？

4、扩散长度的物理意义。

三、证明热平衡PN结费米能级处处相等。（15分）

提示：流过热平衡PN结x处的电子电流密度和空穴电流密度均为零。

四、图是室温下半导体硅样品的能带图。（20分）

1）定性画出半导体中电势随x的变化。

2）定性画出半导体中电场随x的变化。

3）定性画出半导体中载流子浓度随x的变化。

____________

/ \

____________/ \

,----------, \____________ Ec

_____________l____________l______________ Ef

------------' ____________ i

/ \ '------------ Ei

____________/ \

\____________ Ec

─────┼┼─────┼-┼─────→ x

A B C D

五、（20分）

光照一n型Si样品，在体内均匀产生过剩载流子。电子-空穴对的产生率为

10^18/cm^3·s,设样品的寿命为1μs，表面（光照面）的复合速度为200cm/s。1）求过剩少子的分布Δp(x)；

2）单位时间单位面积在表面复合的空穴数。

（设样品的厚度>>载流子扩散长度，kT=0.026ev，空穴迁移率μp=500cm^2/V·s）

六、(15分)

Au在Si中存在一个施主能级E[D]和一个受主能级E[A]，E[D]位于禁带下半部，E[D]-E[A]=0.35ev，E[A]位于禁带上半部，E[C]-E[A]=0.54ev，现有一掺Au的强

n型Si，施主浓度N[D]=10^17/cm^3，Au的浓度N[Au]=10^14/cm^3。

1）求室温费米能级位置；

2）光照射该样品并被体内均匀吸收。电子-空穴对产生率δG=10^22/cm^3，

计算准费米能级位置。

已知：室温：kT=0.026ev,Nc=2.9*10^19/cm^3,Nv=1.06*10^19/cm^3；

载流子热运动速度Vn=Vp=10^7 cm/s；

Si中Au的俘获截面δ*n 0]=5*10^(-16) cm^2,

δ*p -]=10*10^(-16) cm^2,

δ*n +]=35*10^(-16) cm^2,

δ*p 0]=1*10^(-16) cm^2；

本征载流子浓度n[i]=1.5*10^10/cm^3；

δ=r/v,τ*n0+=1/(r*n+·Nr),τ*p0+=1/(r*p+·Nr)。

发信人: mrdragon (小龙|我心中的eileen), 信区: Pretest

标题: 半导体物理（微）

发信站: 自由空间 (2002年06月03日12:52:40 星期一), 站内信件

概念非常的多，需要对物理过程理解的比较好

但是基本都是书本上的

给几个例子：

解释光生伏特效应

肖特级结两种理论(电子发射，扩散)

C-V曲线(比较不同情况，比如氧化层厚度不同，掺杂不同)

解释吸收光谱

计算体一般是一道作业

师弟师妹们一定要好好做作业亚

微所，田立林老师。

注重基础概念，精华区里面还有一些题。

除此之外，请v7的ggjj们补充。

发信人: cyberboy (开水超人), 信区: Pretest

标题: 半导体物理猜题(个人意见,仅供参考,概不负责)

发信站: 自由空间 (2001年06月18日18:11:01 星期一), 站内信件

没有去答疑，自己乱猜的。

1.由E-k关系求电子速度，有效质量等东西；

2.霍尔效应的计算题；

3.画MOS能带图（其它地方不太可能出能带图了），

求平带电压、域值电压等，包括解释概念；

4.CV特性，温偏法（BT法）；

5.光电导的题目，第十章和第五章的结合；

6.解释光吸收谱图，比如那个“肩形”。

发信人: yeshao (叶少·凡事不放弃), 信区: Pretest

标题: 半导体考题

发信站: 自由空间 (2001年06月19日17:59:14 星期二), 站内信件

大题：

BT法；

然后是一道作业题，10.5吧。

名词解释：

Si的本征吸收谱；

界面态电容；

简并半导体；

复合吸收截面。

然后是n型Si MOS的强反型能带图。

题空很多是第二章的东西，有Si,Ge的能带。

清华大学《模拟电子技术基础》习题解答与答案

第一章 半导体基础知识 自测题 一、（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）√ （6）× 二、（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C 三、U O1≈1.3V U O2＝0 U O3≈－1.3V U O4≈2V U O5≈2.3V U O6≈－2V 四、U O1＝6V U O2＝5V 五、根据P CM ＝200mW 可得：U CE ＝40V 时I C ＝5mA ，U CE ＝30V 时I C ≈6.67mA ，U CE ＝20V 时I C ＝10mA ，U CE ＝10V 时I C ＝20mA ，将改点连接成曲线，即为临界过损耗线。图略。 六、1、 V 2V mA 6.2 A μ26V C C CC CE B C b BE BB B =-====-= R I U I I R U I β U O ＝U CE ＝2V 。 2、临界饱和时U CES ＝U BE ＝0.7V ，所以 Ω ≈-= == =-= k 4.45V μA 6.28mA 86.2V B BE BB b C B c CES CC C I U R I I R U I β 七、T 1：恒流区；T 2：夹断区；T 3：可变电阻区。 习题 1.1（1）A C （2）A （3）C （4）A 1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V 时管子会因电流过大而烧坏。 1.3 u i 和u o 的波形如图所示。 t t u u O O i o /V /V 1010

1.4 u i 和u o 的波形如图所示。 1.5 u o 1.6 I D ＝（V －U D ）/R ＝ 2.6mA ，r D ≈U T /I D ＝10Ω，I d ＝U i /r D ≈1mA 。 1.7 （1）两只稳压管串联时可得1.4V 、6.7V 、8.7V 和14V 等四种稳压值。 （2）两只稳压管并联时可得0.7V 和6V 等两种稳压值。 1.8 I ZM ＝P ZM /U Z ＝25mA ，R ＝U Z /I DZ ＝0.24～1.2k Ω。 1.9 （1）当U I ＝10V 时，若U O ＝U Z ＝6V ，则稳压管的电流为4mA ，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。故 V 33.3I L L O ≈?+= U R R R U 当U I ＝15V 时，由于上述同样的原因，U O ＝5V 。 当U I ＝35V 时，U O ＝U Z ＝5V 。 （2）=-=R U U I )(Z I D Z 29mA ＞I ZM ＝25mA ，稳压管将因功耗过大而损坏。 1.10 （1）S 闭合。 （2）。，Ω=-=Ω≈-=700)V (233)V (Dm in D m ax Dm ax D m in I U R I U R t t

清华大学电工跟电子技术作业习题文档

第1章 电路理论及分析方法习题(共9题) （注：英文习题采用美国电路符号） 1.1（直流电源功率）图1.1所示电路，求各电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流源输出功率，哪个电流源吸收功率。已知：I S1=1 A, I S2=3A, R 1=5Ω, R 2=10Ω。 （答案：U S1= -10V , U S2=40V , P S1=10W, P S2= -120W ） 1.2 图1.2所示电路，求8Ω电阻两端的电压U R 和恒流源的端电压U S 各是多少。 （答案： U R = -32V ，U S = -40V ） 1.3 图1.3所示电路，求2A 恒流源的功率。（答案： P = -24W ） 1.4 (仿真习题)用仿真的方法求图1.4所示电路中的I 1 和I 2 。 （答案：I 1=0.5A 、I 2=2A ） 说明：1、要求自己下载Multisim 仿真软件，可以是Multisim2001、V7~V10等版本 中的任一种。 2、自学第10章 Multisim 电路仿真有关内容。 3、仿真题作业要求有仿真电路图和仿真的数据结果，图和数据结果可以打印 也可以手写。 图1.1 习题1.1的图 R I S2 U S1 图1.4 习题1.4的图 18V 图1.2 习题1.2的图 20 V + - U R 图1.3 习题1.3的图 8 V

1.5 (电源模型的等效互换法)Use source transformations to find the voltage U across the 2mA current source for the circuit shown in Figure 1.5. (Answer: U = 1.8 V) 1.6 (戴维宁定理)Using Thevenin’s theorem, find the current I through the 2V voltage source for the circuit shown in Figure 1.6.（Answer ： I=5A ） 1.7 （戴维宁定理，结点电位法）图1.7所示电路，已知 R 1=1k Ω, R 2=2k Ω, R 3=6k Ω, R 4=2k Ω, R 5=4k Ω,。用戴维宁定理和结点电位法两种方法求电流I 3。（答案：-0.5mA ） 1.8 （解题方法任选）如图1.8所示电路，当恒流源I S 为何值时，它两端的电压U S ＝0。（答案：-1.5A ） 1.9 (仿真习题) 图1.9所示电路，用仿真方法求电流I ，用直流工作点分析法求A 、B 、C 三个结点电位（答案：I = 2.6 A ， V A = 7.8 V ，V B = 2.8 V ，V C = 10 V ） 2V Ω Ω Figure 1.6 图1.7 习题1.7的图 +12V R 图1.8 习题1.8的图 - U Figure 1.5 图1.9 习题1.9的图 12 V Ω

电工和电子技术基础习题答案解析清华大学第3版

第1章电路的基本定律与分析方法 【思1.1.1】(a) 图U ab＝IR＝5×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。 (b) 图U ab＝－IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。 (c) 图U ab＝IR＝－5×10＝－50V，电压和电流的实际方向均由b指向a。 (d) 图U ab＝－IR＝－(－5)×10＝50V，电压和电流的实际方向均由a指向b。 【思1.1.2】根据KCL定律可得 (1) I2＝－I1＝－1A。 (2) I2＝0，所以此时U CD＝0，但V A和V B不一定相等，所以U AB不一定等于零。 【思 1.1.3】这是一个参考方向问题，三个电流中必有一个或两个的数值为负，即必有一条或两条支路电流的实际方向是流出封闭面内电路的。 【思1.1.4】(a) 图U AB＝U1＋U2＝－2V，各点的电位高低为V C＞V B＞V A。 (b) 图U AB＝U1－U2＝－10V，各点的电位高低为V B＞V C＞V A。 (c) 图U AB＝8－12－4×(－1)＝0，各点的电位高低为V D＞V B(V A＝V B)＞V C。 【思1.1.5】电路的电源及电位参考点如图1-1所示。当电位器R W的滑动触点C处于中间位置时，电位V C＝0；若将其滑动触点C右移，则V C降低。 【思1.1.6】(a) 当S闭合时，V B＝V C＝0，I＝0。 当S断开时，I＝ 12 33 +＝2mA， V B＝V C＝2×3＝6V。 (b) 当S闭合时，I＝－6 3 ＝－2A，V B＝－ 3 21 + ×2＝－2V。 当S断开时，I＝0，V B＝6－ 3 21 + ×2＝4V。 【思 1.1.7】根据电路中元件电压和电流的实际方向可确定该元件是电源还是负载。当电路元件上电压与电流的实际方向一致时，表示该元件吸收功率，为负载；当其电压与电流的实际方向相反时，表示该元件发出功率，为电源。 可以根据元件电压与电流的正方向和功率的正、负来判别该元件是发出还是吸收功率。例如某元件A电压、电流的正方向按关联正方向约定，即将其先视为“负载模型”，如图1-2(a)所示，元件功率P＝UI。设U＝10V(电压实际方向与其正方向一致)，I＝2A(电流实际方向与其正方向一致)，U、I实际方向一致，P＝UI＝10×2＝20W＞0(P值为正)，可判断A元件吸收功率，为负载。设U＝10V(电压实际方向与其正方向一致)，I＝－2A(电流实际方向与其正方向相反)，U、I实际方向相反，P＝UI＝10×(－2)＝－20W＜0(P值为负)， 专业技术资料精心整理分享

清华大学出社模拟电子技术习题解答

第三部分 习题与解答 习题1 客观检测题 一、填空题 1、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于掺入的 杂质浓度 ，而少数载流子的浓度则与 温度 有很大关系。 2、当PN 结外加正向电压时，扩散电流 大于 漂移电流，耗尽层 变窄 。当外加反向电压时，扩散电流 小于 漂移电流，耗尽层 变宽 。 3、在N 型半导体中，电子为多数载流子， 空穴 为少数载流子。 二．判断题 1、由于P 型半导体中含有大量空穴载流子，N 型半导体中含有大量电子载流子，所以P 型半导体带正电，N 型半导体带负电。（ × ） 2、在N 型半导体中，掺入高浓度三价元素杂质，可以改为P 型半导体。（ √ ） 3、扩散电流是由半导体的杂质浓度引起的，即杂质浓度大，扩散电流大；杂质浓度小，扩散电流小。（× ） 4、本征激发过程中，当激发与复合处于动态平衡时，两种作用相互抵消，激发与复合停止。（ × ） 5、PN 结在无光照无外加电压时，结电流为零。（ √ ） 6、温度升高时，PN 结的反向饱和电流将减小。（ × ） 7、PN 结加正向电压时，空间电荷区将变宽。（× ） 三．简答题 1、PN 结的伏安特性有何特点？ 答：根据统计物理理论分析，PN 结的伏安特性可用式)1e (I I T V V s D -?=表示。 式中，I D 为流过PN 结的电流；I s 为PN 结的反向饱和电流，是一个与环境温度和材料等有关的参数，单位与I 的单位一致；V 为外加电压； V T =kT/q ，为温度的电压当量（其单位与V 的单位一致），其中玻尔兹曼常数k .J /K -=?23 13810 ，电子电量

)(C 1060217731.1q 19库伦-?=，则)V (2 .11594T V T = ，在常温（T=300K ）下，V T ==26mV 。当外 加正向电压，即V 为正值，且V 比V T 大几倍时，1e T V V >>，于是T V V s e I I ?=，这时正向电流 将随着正向电压的增加按指数规律增大，PN 结为正向导通状态.外加反向电压，即V 为负值，且|V|比V T 大几倍时，1e T V V <<，于是s I I -≈，这时PN 结只流过很小的反向饱和电流，且数 值上基本不随外加电压而变，PN 结呈反向截止状态。PN 结的伏安特性也可用特性曲线表示，如图所示.从式伏安特性方程的分析和图特性曲线（实线部分）可见：PN 结真有单向导电性和非线性的伏安特性。 2、什么是PN 结的反向击穿？PN 结的反向击穿有哪几种类型？各有何特点？ 答：“PN”结的反向击穿特性：当加在“PN”结上的反向偏压超过其设计的击穿电压后，PN 结发生击穿。 PN 结的击穿主要有两类，齐纳击穿和雪崩击穿。齐纳击穿主要发生在两侧杂质浓度都较高的PN 结，一般反向击穿电压小于4Eg/q （E g —PN 结量子阱禁带能量，用电子伏特衡量，Eg/q 指PN 结量子阱外加电压值，单位为伏特）的PN 的击穿模式就是齐纳击穿，击穿机理就是强电场把共价键中的电子拉出来参与导电，使的少子浓度增加，反向电流上升。 雪崩击穿主要发生在“PN”结一侧或两侧的杂质浓度较低“PN”结，一般反向击穿电压高于6 Eg/q 的“PN”结的击穿模式为雪崩击穿。击穿机理就是强电场使载流子的运动速度加快，动能增大，撞击中型原子时把外层电子撞击出来，继而产生连锁反应，导致少数载流子浓度升高，反向电流剧增。 3、PN 结电容是怎样形成的？和普通电容相比有什么区别？ PN 结电容由势垒电容C b 和扩散电容C d 组成。 图 PN 伏安特性