《半導體物理學》期末考試試卷(A卷)-往屆

2010–2011年第一學期期末考試試卷（卷）

一部電n，價帶平時多一分空p，和p的系為，這時非衡電稱為平多數載流，而非衡空稱非平少數載流。一般注入況半導體料非衡多載流帶的影可開課學院：物電學院課程稱：半導體物理考試形：閉卷，所需時：分注意項：1、教師出題時請超出邊界虛線；

忽略因載流濃小得

注入非衡多載流濃比平時多數，而平少載子往起著要作，因是題號

一

二

三

四

五

六

七

八

總分

2、注的非衡少載子濃比衡時少數流濃度得得分評卷人

2學生答題前將密封線外的內容填寫清楚，答題不得超出封線；3答題請用藍、黑鋼筆或圓珠筆。

。5非平衡流子復復的觀構講致分為種接合和接合，直接合指電在導和帶之的直躍，引電子空的直復合，間復是指電子空通過帶的級復合心進行合。載子一、空（共30分每空分）1、導體有電子和空兩種流，而屬只有電一種

在復時，一要釋放出多的能量，放能的方法三種，分別為、、載流。

3、

發(fā)射子發(fā)聲將量予其載流，加它2、質原進入料內有多況，見的兩，它是替式雜質間隙式雜質

們的能。6、外加場和照用下使勻摻的半體存在衡流子非平載子，1、3根量子計論，從泡不容原的電遵費米計，對能量E

由于半體表非平載子濃比部高

，從的一量態(tài)，一個子據的率

f)

，表式，

而非衡流子半導中運，從形成電，另，于外電場的用半導中的有流子作f()

稱為子費米布函它描

在熱衡態(tài)下子允

運動從形成電。二、擇（共分，題2分）的量態(tài)如何布的一統(tǒng)分布數。

ETF

時，米布函轉化

1、征半體是的導。A、含雜和缺、子度空穴度相C、阻率高、子度本征流子度等f()B

，表式，

f()B

稱為子玻爾曼分函。在

2、Si材中入P則引的質能A、禁帶線處B、近帶C、近帶頂D、上都是ETF

時，子被電占據概很小這是玻茲曼布數適的范

3、下說不正的A、帶電激發(fā)為帶電的程，為本激。圍米統(tǒng)率玻爾曼統(tǒng)率主要別于

前者泡不相原理限

B、征激后，成導帶子價帶穴，外場作下它們將參導。，而

ETF

的條下該原失去用因而種計的

C、子可從高量量子躍到低量的子，并晶釋放量。D、于熱衡狀下導電子空穴為熱流。結果成樣了4一定度下沒光照n半導中

電子為數載子，

空

4、下說不正的A、型導體，隨施主度的增，米能E從帶線漸向帶底向穴是數流，電和空的度分為和p，和p的系00

大

靠近B、型導體，隨受主度的增，米能E從帶線漸向帶頂向于，用（半導體禁寬度的照射半體時光子能價帶電子發(fā)導帶去時產生電子穴對使導比衡時出

靠近C、質半體中流濃度費能級E的置由質濃所定，溫度關D在質導體費能的置但反了導體導電型且反映半

和和導體摻水平5、于電性方

0D

0

A

，說不確的

解得

i

)ni

()

npi

A、是含一種主質和種主雜情況的中性件B、的意是半體單位積帶正的空數于單體中帶電的子。

帶入據：

()或ni0iC、導體荷電包導帶子價帶穴、離主和離主。D、條件，宏狀表現半體不電性

∴

n0

ni13/2

3三、算（共60分

顯然此料是p材。1說在溫下半體電子度

ni

/n

時電導

為最值

2、空穴度是性布，m內度為10

cm,

p

cm

/(V

。試算式中是征載子度，i

分別空和電的遷率試求上條件的空

空穴散流密溫下

（本10分）穴濃和子濃。（2）n13i

cm

3

2p

Vcmn

，求Ge

d空穴散流密：()＝qDp擴由題，穴線分布且3μm內度為10cm，則空的度梯為：的本電率和小電率（3）問和（除了n00i

時）何時，Ge材料的導等于征電

根據因坦關式：

Dpp

T0q

p

T0

p導率（本題20分

∴一、）因

n

，又pi

2

，所

3主濃度

N17cmD

的n型硅溫下功數是少若不慮面態(tài)影響根據等的性，當僅

nq＝i

p

時，式等。

它分同Al，Au接觸時，形阻層還反阻層（對：子親能取4.05eVN2.819/cm功數4.18eV5.20eV）（題10分）Al解得

(i

pn

，即時導率小

4、單晶中均地入如雜：摻1.516（1）溫載流濃和費能的位。

，摻

。試算n相應，時pin（2）本Ge：

(i

n)p

（2）溫的電率（3）T=600K時載流濃度已知室下，征載子度＝10cm

，電遷率＝2/

，空在最電率條下：（3）材的電率于本電率時有：

遷移＝

cm

/

，電電＝

1.6

，600K下本征流濃度2即：i0n0整理得(n0i

)pin2npip

15cm（1）令

N

。(sh(x)ln(2)（本題20分DA表示電離施主電離受的濃度則中性方程為N（I）0A0D

室溫，導體于過區(qū)雜質全電離

N

A

A

，N

D

D

，代（I）整得：p00

（II）又

0i

2

（III

i

1

3

(IV)，立（II(