半导体物理试题.docx

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半导体物理试题

半导体物理

[填空题]

1试分别说明：

1）在一定的温度下，对本征材料而言，材料的禁带宽度越窄，载流子浓度越高；2）对一定的材料，当掺杂浓度一定时，温度越高，载流子浓度越高。

参考答案：

1）在一定的温度下，对本征材料而言，材料的禁带宽度越窄，则跃迁所需的能量越小，所以受激发的载流子浓度随着禁带宽度的变窄而增加。

由公式

[填空题]

2掺有浓度为每立方米为1022硼原子的硅材料，请计算300K。

参考答案：

[填空题]

30.1kg的Ge单晶，掺有3.2*10-9kg的Sb，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率μn=0.38m2/（V.S），Ge的单晶密度为5.32g/cm3，Sb原子量为121.8。

参考答案：

[填空题]

4室温下，p型半导体中的电子寿命为ι=350us，电子的迁移率un=3600cm-2/（V·s）。

试求电子的扩散长度。

参考答案：

根据爱因斯坦关系：

[填空题]

5已知室温（300K）下硅的禁带宽度Eg≈1.12eV，价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比m*p/m*n≈0.55，导带的有效状态密度NC≈2.8*1019/cm3，kT≈0.026eV。

试计算：

1）室温（300K）下，纯净单晶硅的本征费米能级Ei；2）室温（300K）下，掺磷浓度为1016/cm3的n型单晶硅的费米能级EF。

参考答案：

1）纯净单晶硅的本征费米能级Ei.

[填空题]

6已知晶格常数为a的一维晶格，其导带和价带极小值附近能

试求：

1）禁带宽度；2）导带底电子有效质量；3）价带顶电子有效质量。

参考答案：

[填空题]

7已知室温（300K）下硅的禁带宽度Eg≈1.12eV，价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比mp/mn≈0.55，导带的有效状态密度NC≈2.8*1019/cm3，kT≈0.026eV。

试计算：

1）室温（300K）下，纯净单晶硅的本征费米能级Ei；2）室温（300K）下，掺磷浓度为1018/cm3的n型单晶硅的费米能级EF。

参考答案：

[填空题]

8现有一掺杂半导体硅材料，已测得室温（300K）下的平衡空穴浓度为p0=2.25*1016/cm3， 已知室温下纯净单晶硅的禁带宽度Eg=1.12eV， 本征载流子浓度ni=1.5*1010/cm3，室温的kT值为0.026eV。

1）计算该材料的平衡电子浓度n0；2）判别该材料的导电类型；3）计算该材料的费米能级位置EF。

参考答案：

[填空题]

9某掺施主杂质的非简并Si样品，试求EF=（EC+ED）/2时施主的浓度。

由于半导体是非简并半导体，所以有电中性条件

参考答案：

[填空题]

10试求本征硅在室温（300K）时的电导率σi。

设电子迁移率μn和空穴迁移率μp分别为1350cm2/Vs和500cm2/Vs，本征载流子浓度ni=1.5*1010/cm3。

当掺入百万分之一的砷（As）后，电子迁移率降低为850cm2/Vs，设杂质全部电离，忽略少子的贡献，计算其电导率σ，并与本征电导率σi作比较。

（硅的原子密度为5*1022/cm3

参考答案：

[填空题]

11设有一半导体锗组成的突变pn结，已知n区施主浓度ND=1015/cm3，p区受主浓度NA=1017/cm3，试求室温（300K）下该pn结的接触电势差VD。

参考答案：

[填空题]

12某Shottky二极管，其中半导体中施主浓度为2.5×1016cm-3，势垒高度为0.64eV，加上4V的正向电压时，试求势垒的宽度为多少？

参考答案：

[判断题]

13、N型半导体可以通过在本征半导体中掺入三价元素而得到。

参考答案：

错

[判断题]

14、在N型半导体中，掺入高浓度的三价杂质可以发型为P型半导体。

参考答案：

对

[判断题]

15、N型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。

参考答案：

错

[判断题]

16、半导体中的价电子易于脱离原子核的束缚而在晶格中运动。

参考答案：

错

[判断题]

17、施主杂质成为离子后是正离子。

参考答案：

对

[判断题]

18、受主杂质成为离子后是负离子。

参考答案：

对

[判断题]

19、漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。

参考答案：

对

[判断题]

20、由于PN结交界面两边存在电位差，所以，当把PN结两端短路时就有电流流过。

参考答案：

错

[判断题]

21、二极管的伏安特性方程式除了可以描述正向特性和反向特性外，还可以描述二极管的反向击穿特性。

参考答案：

错

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[判断题]

22、有人测得某晶体管的UBE=0.7V，IB=20μA，因此推算出rbe=UBE/IB=0.7V/20μA=35kΩ。

参考答案：

错

[判断题]

23、有人测得晶体管在UBE=0.6V，IB=5μA，因此认为在此工作点上的rbe大约为26mV/IB=5.2kΩ。

（）

参考答案：

对

[单项选择题]

24、在绝对零度（0K）时，本征半导体中（）载流子。

A.有

B.没有

C.少数

D.多数

参考答案：

B

[单项选择题]

25、在热激发条件下，少数价电子获得足够激发能，进入导带，产生（）。

A.负离子

B.空穴

C.正离子

D.电子-空穴对

参考答案：

D

[单项选择题]

26、N型半导体中的多子是（）。

A.电子

B.空穴

C.正离子

D.负离子

参考答案：

A

[单项选择题]

27、P型半导体中的多子是（）。

A.电子

B.空穴

C.正离子

D.负离子

参考答案：

B

[填空题]

28当PN结外加正向电压时，扩散电流（）漂移电流，耗尽层（）。

当PN结外加反向电压时，扩散电流（）漂移电流，耗尽层（）。

参考答案：

大于；变窄；小于；变宽

[填空题]

29二极管正向电压从0.7V增大15%时，流过的电流增大（）。

当流过二极管的电流一定，而温度升高时，二极管的正向电压（）。

参考答案：

大于15%;减小

[单项选择题]

30、在下图所示电路中，当电源V=5V时，测得I=1mA。

若把电源电压调整到V=10V，则电流的大小将是（） 

A.I=2mA

B.I<2mA

C.I>2mA

D.不能确定

参考答案：

C

[单项选择题]

31、如图所示电路中电源V=5V不变。

当温度为20℃时测得二极管的电压UD=0.7V。

当温度上生到为40℃时，则UD的大小将是（）

A.仍等于0.7V

B.大于0.7V

C.小于0.7V

D.不能确定

参考答案：

C

[单项选择题]

32、如图中，二极管的正向压降可以忽略，反向饱和电流0.1mA，反向击穿电压为5V，击穿后电压基本不随电流而变化，这时电路中的电流I等于（）

A.0.1mA

B.2.5mA

C.5mA

D.15mA

参考答案：

B

[单项选择题]

33、在下图所示电路中，D1～D3为理想二极管，A、B、C白炽灯泡功率都相同，其中最亮的灯是（）。

A.b

B.c

C.a

参考答案：

B

[单项选择题]

34、二极管电路如下图所示，判断图中二极管是导通还是截止后，可确定电路的输出电压Vo为（）。

（设二极管的导通压降0）

A.5.6V

B.-4.3V

C.-5V

D.6V

参考答案：

C

[单项选择题]

35、电路如下图所示。

试估算A点的电位为（）。

（设二极管的正向压降为0.7V。

）

A.6.7V

B.6V

C.5.7V

参考答案：

A

[单项选择题]

36、二极管电路如图所示，判断图中二极管是导通还是截止后，可确定电路的输出电压Vo为（）。

（设二极管的导通压降为0.7V）

A.-8.3V

B.8V

C.9V

D.-9.3V

参考答案：

D

[填空题]

37设硅稳压管DZ1和DZ2的稳定电压分别为5V和8V，正向压降均为0.7V，可求出图（a）中电路的输出电压Vo为（）；可求出图（b）中电路的输出电压Vo为（）；可求出图（c）中输出电压Vo为（）；可求出图（d）中输出电压Vo为（）。

参考答案：

13V；1.4V；5V；0.7V

[填空题]

38已知DZ1、DZ2的稳压值分别为6V和7V，且具有理想的稳压特性，可求得图左中，输出电压为（）；可求得右图中输出电压为（）。

参考答案：

1V；6V

[单项选择题]

39、在同一测试电路中，分别测得A、B和C三个二极管电流如下表所示。

二极管的性能最好的是（）。

A. a

B. b

C. c

参考答案：

B

[单项选择题]

40、一个硅二极管在正向电压UD=0.6V时，正向电流ID=10mA。

若UD增大到0.66V（即增加10%），则电流ID（）。

A.约为11mA（也增加10%）；

B.约为20mA（增大1倍）；

C.约为100mA（增大到原先的10倍）；

D.仍为10mA（基本不变）。

参考答案：

C

[填空题]

41温度升高时，晶体管的电流放大系数β（），反向饱和电流ICBO（），正向结电压UBE（）。

参考答案：

变大;变大;变小

[填空题]

42温度升高时，晶体管的共射输入特性曲线将（），输出特性曲线将（），而且输出特性曲线之间的间隔将（）。

参考答案：

左移；上移；增大

[单项选择题]

43、在晶体管放大电路中，测得晶体管的各个电极的电位如下图所示，该晶体管的类型是（）。

A.NPN型硅管

B.PNP型硅管

C.NPN型锗管

D.PNP型锗管

参考答案：

A

[单项选择题]

44、三极管的穿透电流ICEO是集-基反向饱和电流的（）倍.

A.a

B.1+β

C.β

参考答案：

B

[填空题]

45三极管工作在饱和区时，b-e极间为（），b-c极间为（）；工作在放大区时，b-e极间为（），b-c极间为（）。

参考答案：

扩散电流；扩散电流；扩散电流；漂移电流

[填空题]

46写出如图所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD＝0.7V。

参考答案：

UO1≈1.3V，UO2＝0，UO3≈－1.3V，UO4≈2V，UO5≈1.3V，UO6≈－2V。

[填空题]

47已知稳压管的稳压值UZ＝6V，稳定电流的最小值IZmin＝5mA。

求图中所示电路中UO1和UO2各为多少伏。

参考答案：

UO1＝6V，UO2＝5V。

[填空题]

48电路如图所示，已知ui＝5sinωt（V），二极管导通电压UD＝0.7V。

试画出ui与uO的波形，并标出幅值。

参考答案：

波形如解图

[填空题]

49电路如图（a）所示，其输入电压uI1和uI2的波形如图（b）所示，二极管导通电压UD＝0.7V。

试画出输出电压uO的波形，并标出幅值。

参考答案：

波形如图所示 

[填空题]

50已知图所示电路中稳压管的稳定电压UZ＝6V，最小稳定电流IZmin＝5mA，最大稳定电流IZmax＝25mA。

（1）分别计算UI为10V、15V、35V三种情况下输出电压UO的值；   

（2）若UI＝35V时负载开路，则会出现什么现象?

为什么？

参考答案：

[填空题]

51已知稳压管的稳定电压UZ＝6V，稳定电流的最小值IZmin＝5mA，最大功耗PZM＝150mW。

试求图所示电路中电阻R的取值范围。

参考答案：

[填空题]

52电路如图（a）、（b）所示，稳压管的稳定电压UZ＝3V，R的取值合适，uI的波形如图（c）所示。

试分别画出uO1和uO2的波形。

参考答案：

波形如解图所示

[填空题]

53有两只晶体管，一只的β＝200，ICEO＝200μA；另一只的β＝100，ICEO＝10μA，其它参数大致相同。

你认为应选用哪只管子？

为什么？

参考答案：

选用β＝100、ICBO＝10μA的管子，因其β适中、ICEO较小，因而温度稳定性较好。

[填空题]

54已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图所示。

分别求另一电极的电流，标出其实际方向，并在圆圈中画出管子。

参考答案：

[填空题]

55电路如图所示，试问β大于多少时晶体管饱和？

参考答案：

[填空题]

56电路如图所示，晶体管的β＝50，|UBE|＝0.2V，饱和管压降|UCES|＝0.1V；稳压管的稳定电压UZ＝5V，正向导通电压UD＝0.5V。

试问：

当uI＝0V时uO＝？

当uI＝－5V时uO＝？

参考答案：

[填空题]

57PN结是怎么形成的？

参考答案：

[填空题]

58理想PN结电流模型是什么？

参考答案：

[填空题]

59简述产生-复合电流的计算。

参考答案：

[填空题]

60PN结的两种击穿机制有什么不同？

参考答案：