赣 南 师 范 学 院

2010–2011学年第一学期期末考试试卷（B卷）

平衡 载流子，而把非平衡空穴称为非平衡 载流子。在一般小注入情况下，

在半导体材料中，非平衡 载流子带来的影响可忽略，原因是 ，而非平衡 载流子却往往起着重要作用，原因是 … … … … … … ：…级…… 班 … 课 线 选 … … … … … …题 ：…答号…得学不 封内 …线 …封 …密 … … ：… 名… 姓… … 密 … … … ：… 级班… 政… 行… … … … … … … … 开课学院：物电学院 课程名称：半导体物理学 考试形式：闭卷，所需时间：120分钟

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得分 评卷人

注意事项：1、教师出题时请勿超出边界虚线；

2、学生答题前将密封线外的内容填写清楚，答题不得超出密封线； 3、答题请用蓝、黑钢笔或圆珠笔。

一、填空题（共30分，每空1分）

1、半导体中有 和 两种载流子，而金属中只有 一种载流子。

2、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。

3、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为f(E)，表达式为 ，f(E)称为电子的费米分布函数，它是描写 的一个统计分布函数。当E?EF??k0T时，费米分布函数转化为

fB(E)，表达式为 ，fB(E)称为电子的玻尔兹曼分布函数。在E?EF??k0T时，量子态被电子占据的概率很小，这正是玻尔兹曼分布函数适用的范

围。费米统计率与玻尔兹曼统计率的主要差别在于 ，而在E?EF??k0T的条件下，该原理失去作用，因而两种统计的结果变成一样了。

4、在一定温度下，当没有光照时，一块n型半导体中， 为多数载流子， 是少数载流子，电子和空穴的浓度分别为n0和p0，则n0和p0的关系为 ，当用h???Eg（该半导体禁带宽度）的光照射该半导体时，光子就能把价带电子激发到导带上去，此时会产生 ，使导带比平衡时多出一部分电子?n，价带比平衡时多出一部分空穴?p，?n和?p的关系为 ，这时把非平衡电子称为非

第1页 。 5、 是反映载流子在电场作用下运动难易程度的物理量，而 是反映存在浓度梯度时载流子运动的难易程度的物理量。爱因斯坦从理论上找到了 情况下它们之间的定量关系，对电子和空穴，爱因斯坦关系式分别为 、 。

6、电子在 与 间直接跃迁而引起非平衡载流子的复合称为直接复合；非平衡载流子通过复合中心的复合称为 ，复合中心是指促进复合过程的 和 。

二、选择题（共10分，每题2分） 1、本征半导体是指 的半导体。 A、完全纯净结构完整

B、电子密度与空穴密度相等 C、电阻率最高

D、电子密度与本征载流子密度相等

2、在Si材料中掺入B，则该材料的费米能级 A、在禁带中线处 B、离开禁带中线靠近导带底

C、离开禁带中线靠近价带顶 D、以上都不是

3、在强电场情况下，载流子从电场中获得的能量很多，载流子的平均能量比热平衡状态时的大，因而载流子和晶格系统不再处于热平衡状态，称这种状态的载流子为 A、非平衡载流子 B、热载流子 C、多数载流子 D、少数载流子 4、以下说法不正确的是

A、对n型半导体，施主杂质能级靠近导带底。 B、对p型半导体，受主杂质能级靠近价带顶。 C、本征半导体的费米能级位于禁带中线处。

D、随着温度升高，半导体材料的导电性均匀增强。 5、关于电中性方程n?0??p?Ai?p0?Dj，说法不正确的是

i?njA、这是含有多种施主杂质和多种受主杂质情况下的电中性条件。

B、它的意义是半导体中单位体积内带正电的空穴数等于单位体积中带负电的电子数。 C、半导体中荷电的包括导带电子、价带空穴、电离施主和电离受主。 D、该条件下，宏观状态表现为半导体不显电性。

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赣南师范学院考试卷（ B卷 ）

……………………… 三、设?n??p，试证明：

五、计算题（共45分）

1、掺磷的n型Si，已知磷的电离能为0.044eV，求室温下杂质一半电离时费米能级的

位置和磷的浓度。（已知：NC?2.8?1019cm?3，k0T?0.026eV）

（本题10分）

级： ?p1/2?（1）半导体的电导率取极小值?min的条件是：n?ni()和p?ni(n)1/2

?n?p（2）?min?2b，其中?i是本征半导体的电导率，b?n （本题10分） ??ib?1?p 班 … 课 线 选 … … … … … …题 ：…答号…得学不 封内 …线 …封 …密 … … ：… 名… 姓… … 密 … … … ：… 级班… 政… 行… … … … … … … …

四、作图题：画出绝缘体、半导体和导体的能带示意图。

5分）

2、500g的Si单晶，掺有4.5?10?5g的B，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率（室

温下）（设?2p?500cm/(V?s)），硅单晶的密度为2.33g/cm3，B原子量为1.08）。 （本题10分）

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（本题 赣南师范学院考试卷（ B卷 ）

………………… 3、一块掺杂施主浓度为2?10cm的硅片，在920℃下掺金到饱和浓度，然后经氧化等处理，最后此硅片的表面复合中心为10cm，计算（1）体寿命（2）扩散长度（3）表面复合速度。

（已知题设条件下?p?350cm2/V?s;金的空穴俘获系数rp?1.15?10?7cm3/s）

10?216?3

：级…… 班 … 课 线 选 … … … … … …题 ：…答号…得学不 封内 …线 …封 …密 … … ：… 名… 姓… … 密 … … … ：… 级班… 政… 行… … … … … … … … （本题15分）

4、受主浓度NA?1017cm?3的p型锗，室温下的功函数是多少？若不考虑表面态的影响，它分别同Al,Au接触时，形成阻挡层还是反阻挡层？（对Ge:Eg?0.67eV，电子亲和能取4.13eV；功函数：WAl?4.18eV，WAu?5.20eV） （本题10分）

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