華南理工大學(xué)2017年半導(dǎo)體物理試卷A(2017.7).pdf

半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 1 1 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 誠(chéng)信應(yīng)考誠(chéng)信應(yīng)考,考試作弊將帶來(lái)嚴(yán)重后果！考試作弊將帶來(lái)嚴(yán)重后果！ 2017 年年華南理工大學(xué)期末考試華南理工大學(xué)期末考試 半導(dǎo)體物理學(xué)半導(dǎo)體物理學(xué) 試卷試卷 A A 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1.1. 考前請(qǐng)將密封線內(nèi)各項(xiàng)信息填寫清楚；考前請(qǐng)將密封線內(nèi)各項(xiàng)信息填寫清楚； 2.2. 所有答案請(qǐng)直接答在試卷上所有答案請(qǐng)直接答在試卷上( (或答題紙上或答題紙上) )； 3 3考試形式：閉卷；考試形式：閉卷； 4.4. 本試卷共六大題，滿分本試卷共六大題，滿分 100100 分，分，考試時(shí)間考試時(shí)間 120120 分鐘分鐘。 題題 號(hào)號(hào)一一二二三三四四五五六六總分總分 得得 分分 評(píng)卷人評(píng)卷人 一、選擇填空一、選擇填空(20(20 分，每題分，每題 2 2 分分) ) 1電子在晶體中的共有化運(yùn)動(dòng)指的是。 A電子在晶體中各點(diǎn)出現(xiàn)的幾率相同 B電子在晶體元胞中各點(diǎn)出現(xiàn)的幾率相同 C電子在晶體各元胞對(duì)應(yīng)點(diǎn)出現(xiàn)的幾率相同 D電子在晶體各元胞對(duì)應(yīng)點(diǎn)有相同位相 2 本征半導(dǎo)體是指的半導(dǎo)體。 A不含雜質(zhì)與缺陷 B電子密度與空穴密度相等 C電阻率最高 D電子密度與本征載流子密度相等 3 若某半導(dǎo)體導(dǎo)帶中發(fā)現(xiàn)電子的幾率為零，則該半導(dǎo)體必定。 A不含施主雜質(zhì) B不含受主雜質(zhì) C不含任何雜質(zhì) D處于絕對(duì)零度 4 砷化鎵的導(dǎo)帶極值位于布里淵區(qū)。 A 中心 B方向近邊界處 C方向近邊界處 D方向近邊界處 5 重空穴指的是。 A質(zhì)量較大的原子組成的半導(dǎo)體中的空穴 B價(jià)帶頂附近曲率較大的等能面上的空穴 C價(jià)帶頂附近曲率較小的等能面上的空穴 D自旋-軌道耦合分裂出來(lái)的能帶上的空穴 _ _ 姓名學(xué)號(hào) 學(xué)院專業(yè)座位號(hào) ( 密 封 線 內(nèi) 不 答 題 ) 密 封線 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 2 2 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 6 在進(jìn)入太空的空間實(shí)驗(yàn)室中生長(zhǎng)的砷化鎵通常具有很高的載流子遷移率，這 是因?yàn)榈木壒省?A無(wú)雜質(zhì)污染 B受較強(qiáng)宇宙射線照射 C晶體生長(zhǎng)完整性好 D化學(xué)配比合理 7 公式q/ m * 中的是載流子的。 A渡越時(shí)間 B壽命 C平均自由時(shí)間 D擴(kuò)散系數(shù) 8 半導(dǎo)體中載流子擴(kuò)散系數(shù)的大小決定于其中的。 A 復(fù)合機(jī)構(gòu) B 散射機(jī)構(gòu) C 能帶機(jī)構(gòu) D 晶體結(jié)構(gòu) 9. 在光電轉(zhuǎn)換過程中，硅（Si）材料一般不如砷化鎵(GaAs)量子效率高，因 其。 A禁帶較窄 B禁帶是間接躍遷型 C禁帶較寬 D禁帶是直接躍遷型 10. 下列情況下，室溫下功函數(shù)最大者為。 A含硼 110 15/cm3 的硅 B含磷 110 16/cm3 的硅 C含硼 110 15/cm3，含磷 11016/cm3 的硅 D純凈硅 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 3 3 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 二、解釋下列概念二、解釋下列概念(10(10 分，每題分，每題 2 2 分分) ) 1、空穴 2、非平衡載流子 3、費(fèi)米能級(jí) 4、遷移率 5、霍耳系數(shù) 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 4 4 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 三、回答問題（共三、回答問題（共 2020 分，每題分，每題 5 5 分）分） 1、由同一種元素的原子組成的二維晶體，如圖所示。 （1） 畫出布拉菲格子； （2）畫出兩種不同形式的原胞，并指出每個(gè)原胞中含的原子數(shù)。 2、畫出半導(dǎo)體 GaAs 的晶體結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 5 5 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 3、畫出半導(dǎo)體 Si 的能帶結(jié)構(gòu)示意圖，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。 4、何謂歐姆接觸？金屬與半導(dǎo)體形成歐姆接觸的方法有那些？ 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 6 6 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 四、證明題（四、證明題（1515 分）分） 試用一維非均勻摻雜（摻雜濃度隨 x 的增加而下降） ，非簡(jiǎn)并 p 型半導(dǎo)體模 型導(dǎo)出愛因斯坦關(guān)系式： 0 p p D k T q 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 7 7 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 五五、計(jì)算題（、計(jì)算題（1515 分）分） （1） 試說(shuō)明在室溫下，某半導(dǎo)體的電子濃度 p i n nn ，時(shí)，其電導(dǎo)率為最 小值。式中 i n是本征載流子濃度， n 、 p 分別為電子和空穴的遷移率。試求上 述條件時(shí)的空穴濃度。 （2） 當(dāng) 133 2.5 10 i ncm， 2 1900/( . ) p cmV s， 2 3800/( . ) n cmV s時(shí)，試求 鍺的本征電導(dǎo)率和最小電導(dǎo)率。 半導(dǎo)體物理半導(dǎo)體物理試卷試卷第第 8 8 頁(yè)頁(yè) 共共 8 8 頁(yè)頁(yè) 六六、計(jì)算題（、計(jì)算題（2020 分）分） 由金屬-SiO2-P 型硅組成得 MOS 結(jié)構(gòu)，當(dāng)外加電壓使半導(dǎo)體表面少數(shù)載流子濃度 nS與內(nèi)部多數(shù)載流子濃度 pp0相等時(shí)作為臨界強(qiáng)反型條件。 （1）試證明臨界強(qiáng)反