内容发布更新时间 : 2024/10/25 16:18:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

电科03级半导体物理A卷答案

一、填空题：

1、公有化运动；2、正，正；3、P；4、非平衡；5、爱因斯坦；6、硅，锗，砷化镓；7、金刚石；8、电子、空穴；9、玻耳兹曼；10、势垒，扩散

二、单项选择题：

1、A 2、B 3、B 4、B 5、C 6、A 7、C 8、A 9、B 10、B

三、判断题：

1、对 2、错 3、错 4、错 5、对

四、简答题：

1、答：画出曲线教材图3-11 （3分）

低温弱电离区，杂质电离随温度升高迅速增加，导带电子浓度随之增加 中温过度区，杂质完全电离，导带中电子浓度不再随温度升高而增加 高温本征激发区，本证激发其主导作用，导带电子浓度随温度升高而增

加（答对一个给1分共3分）

2、答：电导率σ= nqμn+pqμp，由载流子浓度和迁移率决定。 （2分）

掺杂改变载流子浓度n或p； （1分） 温度改变可以引起载流子浓度的变化，当杂质完全电离时载流子浓度不随温度变化，则主要是改变迁移率，温度升高晶格散射增强，迁移率μn或μp下降； （2分） 光照引入非平衡载流子，使载流子浓度n=n0+△p,引入附加光电导。（1分）

3、答：

电离能大小导带Ed杂质能级Ef费米能级Ec导带底Eg禁带宽度Ev价带顶价带

4答：加正向电压时，外电场的方向与内电场方向相反。外电场削弱内电场，势

垒区变窄，扩散运动＞漂移运动，多子扩散形成扩散电流。 （3分） 加反向电压时，外电场的方向与内电场方向相同，外电场加强内电场，势垒区变宽，漂移运动＞扩散运动，少子漂移形成反向电流I R。在室温下，少子浓度一定且很低，故IR很小且基本上与外加反压的大小无关，所以称为反向饱和电流。 （3分）

五、综合题

1、答：

a. 样品1为p型半导体，样品2为n型半导体；（4分）

b.c. 见下图，其中Ec为导电底，Ev为价带顶，Ei为禁带中央，EF1、EF2、

分别为二种样品的费米能级，EA1、ED2为样品1和样品2的杂质能级。 （共8分，每画对一个得2分，画错不得分，可分别画，不一定在一幅图中，但相对关系要正确。）

2、解：由于假定硅室温下杂质全部电离，由已知条件得：ND>> ni 所以

ni可以忽略不计。

? 依题意：全部电离时电中性条件为：nD?ND

故：ND?NCexp[(EF?EC/k0T)]

变换后得：EF?EC??k0Tln(ND/NC) （3分）

(1) 计算各浓度下的EF?EC值 （4分）

当ND?1016cm?3时，EF?EC??0.026ln(1016/2.8?1019?0.2064eV 当ND?1018cm?3时，EF?EC??0.026ln(1018/2.8?1019?0.0866eV 当ND?1019cm?3时，EF?EC??0.026ln(1019/2.8?1019?0.0267eV (2) 核对假设是否成立 （4分）

? nD?NDE?ED1?2expF(k0T?NDE?EF??ED)?2ex?1p(Ck0T )由于△ED=0.05eV

所以：

?当N3nD1D?1016cm?时，

N?=0.995

D1?2exp(?EC?EF??EDk)0T?当N18?31D?10cm时，

nDN?

1?2exp(?EC?EF??E=0.675 DDk)0T当Nn?D1D?1019cm?3时，

N?=0.17

D1?2exp(?EC?EF??EDk0T)（3）对比分析 当N16D?10cm?3时，假设成立，电离度>90% 当ND?1018cm?3时，假设不成立 当N19D?10cm?3时，假设不成立

(3分)