华南农业大学期末考试试卷（A卷）
2017-2018学年第 一 学期 考试科目： 半导体物理 考试类型：（开卷）考试 考试时间： 120 分钟
学号 姓名 年级专业
装题号 得分 评阅人 得分 一
二 三 总分 订一、选择题（本大题共 20 小题，每小题 1 分，共 20 分。请将正确答案填在下面表格内，写在其它位置无效。） 题号 1 11 2 12 3 13 4 14 5 15 6 16 7 17 8 18 9 19 10 20 线选项 题号 选项 1. 硅的晶体结构是（ ）
A.金刚石 B.闪锌矿 C. 纤锌矿 D.氯化钠
2. 历史上锗在同硅的竞争中失利,最不可能的原因是（ ）
A. 硅便宜而锗贵 B. 锗的氧化物不如硅的氧化物稳定 C. 同硅相比,锗容易碎 D.硅最早进入人们视线,先入为主
3.同硅相比, 砷化镓具有一些明显优点。下面不属于其优点的是（ ） A.频率特性好 B. 工作温度高 C. 光电性能好 D. 毒性小 4. 以下不属于深能级杂质特点的关键词是（ ）
A. 杂质浓度高 B. 复合中心 C. 电子陷阱 D. 高速器件 5. 哪位发明家根据爱迪生效应制造出真空二极管? （ ） A. 爱迪生 B. 弗莱明 C. 史密斯 D. 布劳恩 6. 下面那个选项为挥发性半导体存储器? （ ） A. FLASH B. DRAM C. EEPROM D. PROM
7. 人眼所见之白色光至少包括几种以上波长之色光所形成? （ ） A. 一种 B. 二种 C. 三种 D. 四种
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8. 砷化镓的禁带宽度大约为1.41eV,请问其发光频率在什么范围？（ ） A. 紫外光 B. 紫光 C. 红光 D. 红外光
9. 打印机里的硒鼓是一只表面上涂覆了硒的圆筒。请问用于硒鼓上的硒利用了半导体的那种性质工作？
A. 温度特性 B. 光电导特性 C. 光伏特性 D. 电容特性
10.量子隧穿效应经常用于解释半导体器件的工作原理。请问下面那个器件（或结构）的工作原理与隧穿效应无关？（ ）
A. 江崎二极管 B. 稳压二极管 C. 金属-半导体欧姆接触 D. 整流二极管 11.下面说法中错误的是（ ）
A. 目前我国常用蓝光芯片的材质为InGaN B. Ⅲ、Ⅴ族杂质在硅和锗晶体中为深能级杂质
C. 硅晶体结构是金刚石结构 D. 砷化稼的能带结构是直接带隙结构 12. 关于pn结，下列说法中不正确的是（ ） A. pn结是结型半导体器件的心脏。
B. pn结空间电荷区中的内建电场起着阻碍电子和空穴继续扩散的作用。 C.平衡时，pn结空间电荷区中正电荷区和负电荷区的宽度一定相等。 D.所谓平衡pn结指的是热平衡状态下的pn结。
13. 若某材料电阻率随温度升高而单调下降，该材料是( )。 A.本征半导体 B.杂质半导体 C.金属 D.杂质化合物半导体
14．对于MOSFET，半导体衬底材料为p型时，栅极加大的（ ）压时，可出现（ ）型反型层。
A.正, n B.负, n C. 正, p D.负, p 15．符号np0的含义是（ ）
A. 电子浓度 B. 多子浓度 C. 平衡时p型半导体中的电子浓度 D. 少子浓度 16．在某半导体掺入硼的浓度为1014cm-3, 磷为1015 cm-3，则该半导体为（ ）半导体。 A. 本征 B. n型 C. p型 D. 不确定
*17. 符号mn代表的是（ ）
A. 电子的电导率有效质量 B. 导带底电子有效质量 C. 态密度电子有效质量 D. 电子有效质量
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18.关于空穴，下列说法不正确的是（ ）
A. 空穴带正电荷 B．空穴具有正的有效质量 C．空穴同电子一样都是物质世界中的实物粒子 D．半导体中电子空穴共同参与导电 19. 关于公式np?ni2，下列说法正确的是（ ）
装A.此公式仅适用于本征半导体材料 B. 此公式仅适用于杂质半导体材料 C. 此公式不仅适用于本征半导体材料，也适用于杂质半导体材料 D.对于非简并条件下的所有半导体材料，此公式都适用
20. 对于小注入下的n型半导体材料，下列说法中不正确的是（ ）
订A. ?n??n0 B. ?p??p0 C. ?n??p D. ?p??n0
得分
线二、填空题：（本大题共 10 空，每空 2 分，共 20 分）
1.1833年，英国法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体的温度效应。一般这个效应在（ ）半导体中可以表现出来。1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是光生伏特效应。1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电。这就是半导体的（ ）效应。1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加现象，即（ ）效应。
2.人类研究半导体器件的历史已经超过100年，迄今产生了大约有60种主要的器件、以及100种和主要器件相关的变异器件，但所有这些器件均可由下面四种基本器件结构所组成。第一种是金属-半导体接触界面，此种界面由金属和半导体两种材料紧密接触所形成。它可以拿来当作（ ）接触，使电流只能由单一方向流过的接触；或者也可以用来作（ ）接触，使电流可以双向通过，且落在接触上的电压差小至可以忽略。此种界面可以用来形成很多有用的器件，例如金半场效应晶体管，这种晶体管是一种很重要的微波器件。第二种基础结构是pn 结。pn结是大部分半导体器件的关键基础结构，其理论也可说是半导体器件物理的基础。如果我们结合两个pn结，亦即加上另一个p型半导体，就可以形成一个pnp双极型晶体管。而如果我们结合三个pn 结就可以形成pnpn结构， 这是一种开关器件，
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叫作可控硅器件。第三种基础结构是异质结，这是由两种不同材料的半导体接触形成的界面，例如我们可以用砷化镓和砷化铝接触来形成一个异质结界面。异质界面是快速器件和光电器件的关键构成要素。第四种结构是金属-氧化物-半导体（MOS）结构，这种结构可以视为是金属-氧化物界面和氧化物-半导体界面的结合。用MOS结构当作（ ）、再用两个pn结分别当作漏极和源极，即可以制作出金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。对先进的集成电路而言，要将上万个器件整合在一个集成电路芯片中，MOSFET是最重要的器件。
3.GaAs有上下两个能谷，上能谷电子有效质量（ ），迁移率（ ），下能谷电子有效质量（ ），迁移率（ ），这种双能谷理论可解释耿氏效应。 得分
三、简答题（本题共 20 小题，每小题 3 分，共 60 分。请将正确答案填在下面表格内，写在其它位置无效。） 题号 1 答案 题号 6 答案 题号 11 答案 题号 16 答案
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2 3 4 5 7 8 9 10 12 13 14 15 17 18 19 20 装订线
1. 什么是负微分电阻现象？
2. pn结热平衡时势垒高度qVD的大小与中性p区和n区的费米能级（Efn和Efp）的关系是什么？ 3. 简并度和状态密度的区别是什么？
4. n型半导体材料处于非平衡状态时,准费米能级相对平衡费米能级的位置如何? 5. 导带电子浓度与温度的关系曲线分为低温部分电离区、强电离区、高温本征激发区、等等。一般而言，实际器件工作在那个区域？
6. AlGaAs和GaAs形成的量子阱结构中阱材料是那个？
7. 设GaAs为p型半导体，如果AlGaAs和GaAs形成的异质结为反型异质结，则AlGaAs掺杂类型是什么？
8. 同金属相比，半导体中的霍尔效应为什么容易测到？
9. 自旋向上和自旋向下的电子对何种场反应不相同（从电场、磁场、重力场选）？
10. 电子自旋可由什么实验证实（从斯特恩-盖拉赫实验、光电效应、密立根油滴实验选）？ 11. 肖特基整流二极管和pn结整流二极管的速度那个快？ 12.功函数和亲和能是如何定义的(大小等于多少)？ 13. 广义欧姆定律的数学表达式是什么？
14.产生白光LED常用的方法有三种：第一种，红光LED+蓝光LED+绿光LED；第二种，蓝光LED+黄光荧光粉。请问第三种是什么？
15. 利用MOS结构产生2DEG时，要求半导体是什么导电类型？
16. 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应（光伏效应）。请问那些光电效应是外光电效应？
17. 可见光的波长大致在什么范围（用纳米表示）？ 18. 非挥发性半导体存储器的基本单元是什么？
19. pn结二极管正向偏置时，其正向导通电流由多子决定还是由少子决定？ 20. 硅中掺入百万分子之一的砷，则砷的掺杂浓度是多少？
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