半导体物理学期中考试试卷

第1页（共4页）《半导体物理学》期中试卷一、填空题1、半导体中有和两种载流子，而金属中只有一种载流子。2、根据量子统计理论，服从泡利不相容原理的电子遵从费米统计率，对于能量为E的一个量子态，被一个电子占据的概率fE，表达式为。3、半导体与导体最大的差别，半导体与绝缘体最大差别。4、本征半导体定义为：；5、杂质原子进入材料体内有很多情况，常见的有两种，它们是杂质和杂质；通常小的杂质原子容易形成杂质，而具有与本体材料类似电子结构的杂质原子容易形成杂质；6、施主杂质电离后向带释放，在材料中形成局域的电中心；受主杂质电离后带释放，在材料中形成电中心。7、半导体中的载流子主要受到两种散射，它们分别是和。前者在下起主要作用，后者在下起主要作用。8、掺有某种杂质的半导体的载流子浓度和费米能级由和决定。9、半导体材料我们有时把它们分为非简并半导体材料和简并半导体材料，差异在于。10、热平衡时，半导体中电子浓度与空穴浓度之积为常数，它只与第2页（共4页）有关，而与、无关。11、半导体的禁带宽度随温度的升高而__________；本征载流子浓度随禁带宽度的增大而__________。12、半导体中浅能级杂质的主要作用是；深能级杂质所起的主要作用。二、判断题1、与半导体相比，绝缘体的价带电子激发到导带所需要的能量比半导体的大。（）2、砷化稼是直接能隙半导体，硅和锗是间接能隙半导体。（）3、室温下，对于某n型半导体，其费米能级在其本征半导体的费米能级之下。（）4、在热力学温度零度时，能量比FE小的量子态被电子占据的概率为100%，如果温度大于热力学温度零度时，能量比FE小的量子态被电子占据的概率为小于50%。（）5、费米分布函数适用于简并的电子系统，玻耳兹曼分布函数适用于非简并的电子系统。（）6、将Si掺杂入GaAs中，Si取代Ga则起施主杂质作用，若Si取代As则起受主杂质作用。（）三、选择题1、下面说法正确的是。A、空穴是一种真实存在的微观粒子；B、若半导体导带中发现电子的几率为0，则该半导体必定为本征半导体；C、稳态和平衡态含义是一样的；D、同一种半导体材料中，电子迁移率比空穴迁移率高。第3页（共4页）2、如果杂质在化合物半导体中既能作施主又能作受主的作用，则这种杂质称为。A、受主B、两性杂质C、施主3、对于一定的n型半导体材料，在温度一定时，减小掺杂浓度，费米能级会。A、上移B、下移C、不变4、杂质半导体中的载流子输运过程的散射机构中，当温度升高时，电离杂质散射的概率和晶格振动声子的散射概率的变化分别是。A、变大，变小；B、变小，变大；C、变小，变小；D、变大，变大。5、导带底的电子是。A、带正电的有效质量为正的粒子；B、带正电的有效质量为负的准粒子；C、带负电的有效质量为正的粒子；D、带负电的有效质量为负的准粒子。四、简答题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。2、以As掺入Ge中为例，说明什么是施主杂质，施主杂质电离过程和n型半导体？3、何谓杂质补偿？杂质补偿的意义何在？4、何谓迁移率？影响迁移率的主要因素有哪些？5、理想半导体和实际半导体的区别？第4页（共4页）五、计算题1、计算掺入ND为1×1015个/cm3的施主硅，在室温（300K）时的电子n0和空穴浓度p0。（假设杂质全部电离）2、对于室温下硅材料，假设载流子迁移率分别为sVcmn/13502，sVcmp/5002，且认为不随掺杂而变化。已知Cq19106.1，本征载流子浓度1031.0210incm，硅的原子密度为322105cm，31910cmNNvc，eVTk026.00，3.5200ln。1)试计算本征硅的电阻率。2)当在本征硅中掺入百万分之一的砷（As）后，设杂质全部电离，试计算电子浓度和空穴浓度。3)画出问题（2）中杂质半导体的能带图，并确定费米能级相对于CE的位置。4)试计算问题（2）中杂质半导体的电阻率与本征硅的电阻率的比值。