七．（６分）掺杂浓度为的硅半导体中，少子寿命为

秒，当中由于电场的抽取作用（如在反向偏压下ＰＮ结附近

的空间电荷区中）少子被全部清除，求此情况下电子空穴对的产生率。 八、（８分）一硅样品，掺入的硼浓度为９×砷浓度为１４×

。

，同时掺入的

１．在室温下此样品是Ｎ型还是Ｐ型？ ２．当Ｔ＝３００Ｋ时的多子及少子浓度？

３．当温度升高到６００Ｋ时，此半导体样品是Ｎ型还是Ｐ型？ 九．（６分）设Ｐ型硅受主浓度ＮＡ＝５×

，氧化层厚度

dI=1500A，栅极金属为铝的ＭＯＳ结构，氧化层中的正电荷密度

。已知铝硅的接触势差Ｖms=－０．８伏，真空介电常数

，二氧化硅介电常数

十．（６分）根据

。求平带电压。

－Ｎ结反向扩散电流密度公式

指出在Ｇe、Ｓi两种材料构成的

－Ｎ结的反向电流中势垒区

产生电流与反向扩散电流哪个占主要地位？

综合练习题七

一、解释名词（共１６分，每小题４分）

1.载流子陷阱 2.ＰＮ结的热电击穿 3.欧姆接触 4.同型异质结与反型异质结

二、（８分）金属一半导体接触能否实现少子注入，为什么？ 三、（８分）光电导效应的增强常用光电导增益因子来表示。如光敏电阻外加电压为Ｖ，电子迁移率为出光电导增益因子的表达式。

四、（８分）半导体中载流子在运动过程中为什么会遭到散射？半导体中的主要散射机构有哪些？

五、（８分）为了缩短半导体中的少数载流子寿命，可以采用哪些手 段？简要说明采用这些手段的原因。

六、（８分）为了降低ＰＮ结的势垒电容，可以采用哪些手段？简要说明采用这些手段的原因。

七、（８分）肖特基二极管不同于ＰＮ结二极管的主要特点是什么？ 八、（８分）以Ｎ型硅为例，说明强电离时半导体中的杂质电离程度 与哪些因素有关？

九、（８分）画出典型的Ｎ型半导体ＭＩＳ结构的Ｃ－Ｖ特性曲线，并简要说明。

十、（１０分）对一个没有任何标识的二极管，如何通过实验判断其中的ＰＮ结是冶金结还是扩散结。（方法任选，要求对所选用的方法做出具体的说明，即方法的依据，所用的仪器设备和实验步骤） 十一、（１０分）如何利用ＰＮ结来测量温度？请设想一种方案。 十二、（１０分）证明：在一定的简化条件下，ＰＮ结的势垒区复合电流Ｊr可表示为

，电极间距离为ι，请据此导

其中，ＸＤ为势垒区宽度，τ为载流子寿命。

十三．（１０分）证明：ＰＮ结单位面积上的微分扩散电容为

其中，Ｌn与Ｌp分别为电子与空穴的扩散长度。

综合练习题八

一、（12

分）解释下列名词：

a.直接跃迁与间接跃迁； b.直接复合与间接复合； c.费米能级与准费米能级

二、（12分）说明以下几种效应及其物理机制，并说出其可能的应用：

a.霍耳效应； b.光生伏特效应； c.压阻效应。 三、（8分）请按照你的看法，写出半导体能带的主要特征是什么？ 四、（8分）请你根据对载流子产生与复合过程的分析，得出在热平衡条件下，两种载流子浓度的乘积n0p0等于恒量（不需要通过对载流子浓度的计算）。

五、（9分）什么是P-N结的雪崩击穿现象，请说明形成击穿的物理机制。

六、（9分）请画出以N型半导体为衬底的MIS结构，在不同栅压下的表面能带的形状与电荷的分布，同时给出简要的说明。 七、（10分）推导出P-N结的接触电势差的表示式。

八、（10分）请设计一个使用半导体的利用太阳能致冷的电器，要求画出原理图，不要求设计细节。

九、（10分）请利用温差电效应和帕尔贴效应构想一个既可加温又可致冷的电器。

十、（10分）如果给你一块半导体样品，请你判断其导电类型，你采用什么办法？请说明你采用的方法的原理和实验的具体做法。 十一、（10分）请详细说明如何利用光电导的衰减测量少子的寿命（要求说明原理、仪器和测量方法）

十二、（12分）室温条件下考虑一个N型锗样品，施主浓度

，样品截面积为

，长为1㎝，电子和空穴的寿

命均为100μs。假定样品被光照射，且光被均匀地吸收，电子—空穴对产生率为

，

样品有光照时的电阻率和电阻。

十三、（12分）考虑室温下的两个硅样品，分别掺入浓度为N1和N2的硼杂质。已知室温下硅的本征载流子浓度为﹥

。问：

，而且有N1﹥N2﹥

，已知室温下

，

，计算该半导体

a.哪个样品的少子浓度低？

b.哪个样品的费米能级Ef离价带顶近？