微电子研究所研究生入学考试试题

北京理工大学硕士研究生入学考试试题集谢君堂编信息与电子学院2009-6-30北京理工大学总号：032（原北京工业学院）分号：05——06一九九九年研究生入学考试半导体物理学试题请统考考生答（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（10）（12）十题；请单独考生答（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（9）（11）（13）十题。（1）（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（2）（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。（3）（8分）请按照你的看法，写出半导体能带的主要特征是什么？（4）（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等于恒量（不需要通过对载流子浓度的计算）。第1页共3页北京理工大学总号：032（原北京工业学院）分号：05——06一九九九年研究生入学考试半导体物理学试题（5）（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（6）（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，同时给予简要的说明。（7）（10分）推导出P-N结的接触电势差的表示式。（8）（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。（9）（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。（10）（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。（11）（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）（12）（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㎝，电子和空穴的寿第2页共3页北京理工大学总号：032（原北京工业学院）分号：05——06一九九九年研究生入学考试半导体物理学试题命均为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，已知室温下，，，计算该半导体样品有光照时的电阻率和电阻。（13）（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，而且有N1﹥N2﹥﹥。问：a.哪个样口的少子浓度低？b.哪个样品的费米能级离价带顶近？c.如果再掺入少量的磷（设磷的浓度为N3，且N3＜N2），两样品的费米能级又如何变化？以上问题均应通过公式计算得出结论。北京理工大学200０年硕士研究生入学考试试题科目代码：科目名称：分号：试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。请统考考生答：一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十二题。请单独考试考生答：一、二、三、四、五、六、七、八、九题；十、十一题中任选一题；十二、十三题中任选一题。解释名词（共１６分，每小题４分）载流子陷阱ＰＮ结的热电击穿欧姆接触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，电极间距离为ι，请据此导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？第1页共3页北京理工大学200０年硕士研究生入学考试试题科目代码：科目名称：分号：试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。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）第2页共3页北京理工大学200０年硕士研究生入学考试试题科目代码：科目名称：分号：试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。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。第3页共3页北京理工大学2001年硕士研究生入学考试试题科目代码：413科目名称：半导体物理学分号：05——03试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。解释名词（共12分，每小题3分）1．有效质量2.准费米能级3.状态密度4.载流子迁移率二．回答问题（共32分，每小题4分）1.绝缘体、半导体、导体的能带结构有何区别？2．辐射复合、非辐射复合、俄歇复合有何区别？3．直接跃迁与间接跃迁的区别？4．P-N结的击穿有几种？请分别说明它们的机制。5.P-N结的电容效应有几种？解释它们的物理成因。6．什么是简并半导体？在什么情况下发生简并化？7．半导体的载流子运动有几种方式？如何定量描述它们？8．载流子浓度随温度的增加是增大还是减少？为什么？三．写出下面列出的常用公式，并写出所用符号代表的物理意义。（共10分，每小题2分）1．热平衡状态下，半导体中两种载流子的乘积。2．非平衡载流子浓度随时间的衰减公式。3．P-N结的I-V关系。第1页共3页北京理工大学2001年硕士研究生入学考试试题科目代码：413科目名称：半导体物理学分号：05——03试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。4．一种载流子的霍耳系数。5．半导体电导率的一般表达式。四．选择题（共6分，每小题2分）1．室温下，硅中本征载流子浓度的数量级大致是（）A．B.C.2.在硅中,电子漂移速度的上限为()A.B.C.3.在硅中,硼杂质的电离能大致是().A.0.45evB.0.045evC.4.5evD.45ev五．(８分)已知：硅半导体材料中施主杂质浓度为求：１．在Ｔ＝３００Ｋ时ＥＦ的位置．２．当施主杂质电离能为０．０５ev,T=300K时，施主能级上的浓度。六．（６分）室温下，Ｎ型硅中掺入的施主杂质浓度，在光的照射下产生了非平衡载流子，其浓度为Δn=Δp=。求此情况下，电子与空穴的准费米能级的位置，并与没有光照时的费米能级比较。七．（６分）掺杂浓度为的硅半导体中，少子寿命为第2页共3页北京理工大学2001年硕士研究生入学考试试题科目代码：413科目名称：半导体物理学分号：05——03试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。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×，同时掺入的砷浓度为１４×。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。求平带电压。十．（６分）根据－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？第3页共3页北京理工大学2002年硕士研究生入学考试试题科目代码：413科目名称：半导体物理学分号：05——03试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。一．（15分）请回答下列问题：1．费米分布函数的表示式是什么？2．T=0K及T＞0K时该函数的图形是什么？3．费米分布函数与波尔兹曼分布函数的关系是什么？二．（15分）请画出N型半导体的MIS结构的C—V特性曲线，要求在图中表示出：1．测量频率的影响。2．平带电压。3．积累、耗尽与反型状态各对应曲线的哪一部分？三．（15分）请画出图形并解释：1．直接能隙与间接能隙。2．直接跃迁与间接跃迁。3．直接复合与间接复合。四．（15分）下列三种效应的实际表现是什么？请说出其物理成因。第1页共2页北京理工大学2002年硕士研究生入学考试试题科目代码：413科目名称：半导体物理学分号：05——03试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效，试题上不准填写准考证号和姓名。1．霍耳效应。2．塞贝克效应。3．光生伏特效应。五．（10分）请设计一个实验，来验证MIS结构的绝缘层中存在着可动电荷。六．（15分）室温下，一个N型硅样品，施主浓度ND=少子寿命，设非平衡载流子的产生率，计算电导率及准费米能级的位置。（硅的，室温下本征载流子浓度为）七．（15分）有人在计算“施子浓度的锗材料中，在室温下的电子和空穴浓度”问题时采取了如下算法：由于室温下施主已全部电离，所以电子浓度就等于施主浓度与室温下的本征载流子浓度之和。请判断这种算法是否正确，如果你认为正确，请说明理由；如果你认为不正确，请把正确的方法写出来。（室温下锗的本征载流子浓度可取值）机密★启用前试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题北京理工大学2004攻读硕士学位研究生入学考试试题试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题请解释下列各概念(每小题5分,总分20分)间隙式杂质和替位式杂质本征激发热电击穿表面势说明以下各种效应,并说明每种效应的一种应用(每小题7分,总分28分)霍耳效应光生伏特效应珀尔贴效应压阻效应三。回答下列问题（总分50分）1.请写出1)费米分布函数的表示式,式中各符号的意义及其与温度(T=OK,T>OK)的关系曲线2)在什么情况下,费米分布函数可以用玻尔兹曼分布函数近似。（10分）2.解释金属—半导体接触的整流作用(不要求推导公式,要求说明整流作用的物理机制)。（16分）3.给出硅样品的受主浓度为,禁带宽度为1.12eV,电子亲合能力为3.4eV,求功函数的值。（16分）★★答卷须知试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效。2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目代码：822科目名称：半导体物理学一、单项选择题（总分16分，每小题2分）1.若某半导体导带中发现电子的几率为零，则该半导体必定（）a）不含施主杂质b）不含受主杂质c）本征半导体d）处于绝对零度2.半导体中载流子扩散系数的大小决定于其中的（）a）散射机构b）能带结构c）复合机构d）晶体结构3.在温室条件下，1cm3的硅中掺入浓度为1016/cm3的N型杂质，则其电导率将增加（）倍a）一百万b）一千万c）十万d）无法确定4.硅中掺金工艺主要用于制造（）器件a）大功率b）高反压c）高频d）低噪声5.现有一材料的电阻率随温度增加而先下降后上升，该材料是（）a）金属b）本征半导体c）掺杂半导体d）高纯化合物半导体6.MOS器件的导电沟道是（）层a）耗尽b）反型c）阻挡d）反阻挡7.有效的复合中心能级通常都是靠近（）a）b）c）d）8.反向的PN结空间电荷区中不存在（）电流a）少子b）漂移c）产生d）复合二、多项选择题（总分24分，每小题3分）1.以下的叙述中（）不属于空穴的特征a）空穴浓度等于价带中空状态浓度b）空穴所带的正电荷等于电子电荷c）空穴的能量等于原空状态内电子的能量的负值d）空穴的波矢与原空状态内电子的波矢相同2.关于电子的费米分布函数f(E)，叙述正确的是（）a）是能量为E的一个量子状态被电子占据的几率b）电子在能量为E的状态上服从泡利原理c）当EC-EF〉〉kT时，费米分布可用波尔兹曼分布近似d）服从费米分布的半导体是简并的3.关于结的叙述中（）是正确的a）流过结的正向电流成分中空穴电流占优势b）结的耗尽区宽度主要在N型侧c）流过结的反向电流成分中没有复合电流d）降低N区的掺杂浓度可以提高结的反向击穿电压4.下面四块半导体硅单晶，除掺杂浓度不同外，其余条件均相同，由下面给出的数据可知：电阻率最大的是（），电阻率最小的是（）a）b），c）d）5.下列叙述正确的是（）a）非平衡载流子在电场作用下，在寿命时间内所漂移的距离叫牵引长度b）非平衡载流子在复合前所能扩散深入样品的平均距离称为扩散长度c）使半导体导带底的电子逸出体外所需的最小能量叫电子亲和能d）复合中心指的是促进复合过程的杂质和缺陷6.关于P型半导体的费米能级的叙述（）是正确的a）由温度和受主浓度决定b）当温度一定时，受主浓度越高，与的差就越小c）当受主浓度一定时，温度越高，与的差就越小d）用适当波长的光均匀照射半导体时，与的差变大7.关于PN结击穿的叙述（）是正确的a）雪崩击穿的击穿电压比隧道击穿的击穿电压高b）轻掺杂的PN结易发生雪崩击穿c）重掺杂的PN结易发生隧道击穿d）P-i-N结的击穿电压要比一般PN结的击穿电压高8.下列叙述中（）是正确的a）PN结的接触电势差随温度升高要减小b）PN结的接触电势差c）零偏压时的硅PN结微分电阻要比锗PN结的微分电阻大d）在相同的正向电压情况下，锗PN结的微分电阻要比硅PN结的小e）在相同的正向电流情况下，锗PN结的微分电阻要比硅PN结的大三、填空题（共15分，每题3分）1.在公式中，是载流子的_________________，是载流子的_________________。2.N型硅掺砷后，费米能级向_______移动，在室温下进一步升高温度，费米能级向_______移动。3.在同一个坐标系中画出硅和锗二极管的伏安特性为________________________________________________________________________________4.一维情况下，描述非平衡态半导体中空穴运动规律的连续性方程为写出每一项的物理意义是：①______________________________________②______________________________________③______________________________________④______________________________________⑤______________________________________⑥______________________________________5.MOS结构的强反型条件是__________________四、解释或说明下列各名词（共15分，每小题5分）1.有效质量2.本征激发3.欧姆接触和肖特基接触五、说明以下几种效应及其物理机制，并分别写出其可能的一种应用（总分21分，每小题7分）1.汤姆逊效应2.霍尔效应3.耿氏效应六、计算题或证明题（总分59分，共5小题）1、（12分）一块足够厚的P型硅样品，室温下电子迁移率，电子寿命，其表面处，稳定注入的电子浓度。计算：在距表面多远处？由表面扩散到该处的非平衡少子的电流密度为（表面复合不计）。2、（12分）一硅结，结两边的掺杂浓度为，，结面积，空穴寿命，空穴扩散系数。室温下计算：加正偏压时，流过的电流。3、（12分）已知本征锗的电导率在310K是为，在273K时为。一个N型锗样品，在这两个温度时，施主浓度为。试计算：在上述两个温度时掺杂锗的电导率。（设，）4、（13分）设一均匀的N型硅样品，在右半部用一稳定的光照射，如图所示。均匀产生电子空穴对，产生率为g。若样品足够长，求稳态时：1）样品两边的空穴浓度分布的表达式2）画出随的分布示意图。5.（10分）证明爱因斯坦关系式：微电子学与固体电子学2008年研究生入学复试题姓名： 准考证号： 得分： 矩形波导内的TM模的最低模是 。两种导电媒质的电导率和电容率分别是，，，。在分界面上没有自由电荷的条件是 。位移电流的定义是 。在CPU中，对各种操作实施时间控制的部件是 。程序计数器PC用于存放 。某存储器有4096个单元，若采用单译码方式，则地址译码器有 条译码线；若采用双译码方式，则地址译码器有 条译码线。n个变量的任意两个不同最大项之和为 。JK触发器的特性方程为 。状态图为 。扭环计数器的特点是不产生 现象。K个触发器可组成模为 的计数器，无效状态数为 一个无失真传输系统满足 ， 。已知象函数，则原函数的初值为 。设语音信号的最高频率为4000Hz，则奈奎斯特抽样周期为 s。周期性方波的带宽和持续时间满足关系式为: 。当满足条件 时，二极管可以用一个电阻来等效。要稳定放大器的输出电压，降低输出电阻，增大输入电阻，则应引入 反馈。集成运算放大器的输出输入间接有反馈元件，若是正反馈，它工作在 ，若是负反馈,他工作在 。降低集电区电阻率，则集电结的击穿电压要 。若减薄基区宽度，则基区电阻要 。PMOSFET与NMOSFET相比，容易发生闩锁效应的是 。MESFET，MOSFET，JFET三种FET中， 和 工作原理相同。单管禁止门的逻辑符号是 。CMOS反相器的动态功耗由 和 功耗组成。模拟集成电路对输出级的要求主要有：（1） ；（2） ；（3） ；（4） 。24.集成电路版图设计中的“布局”的含义是 25.画出实现功能的CMOS电路。26.画出制造NMOSFET工艺流程图,并标明每步工艺的名称（用示意图表示）。半导体器件物理博士生入学试题说明或解释下列概念深耗尽暖电子半导体中的速度过冲效应相干晶体管金属场致发射与半导体场致发射完成下列问题画出隧道二极管的电流—电压特性关系图辅以能带图详细解释他的付电关系如何制造隧道2级管指出他的一种可能应用设计题设计一个变容二级管，主要参数为结电容：C=A/()要求1：求出其杂质分布关系式2：画出其截图用不同的频率测量理志p型或导体mos结构的电压特性，其特性曲线也不同，完成下列问题在同一个坐标中画出低频电容电压曲线高频电容电压曲线深耗层时电容电压曲线尽可能详细解释你的结果讨论题比较长沟道moseft的短沟道moseft的性能为什么会提出按比例缩小的moseft?moseft尺寸的缩小会受哪些因素的限制?哪些物理效应必须可以考虑？设计一种可以保持moseft特性的moseft器件结构。（说明你的理由）半导体器件物理博士生入学试题一．说明或解释下列概念1．深耗尽2．热电子与暖电子3．半导体中的速度过冲效应4．相干晶体管5．金属场致发射、半导体场致发射与内场致发射二．完成下列问题1．画出隧道二极管的电流—电压特性关系图2．详细解释隧道二极管的电流—电压特性（辅以能带图加以说明）3．如何制造隧道二极管？4．指出他的一种可能应用三．讨论题用不同的频率测量理想p型半导体MOS结构的电容—电压特性，其特性曲线也不同，完成下列问题：在同一个坐标中画出：·低频电容—电压曲线·高频电容—电压曲线·深耗尽状态时电容—电压曲线2．尽可能详细解释你的结果3．如果是非理想MOS结构，电容—电压特性将如何变化？四．讨论题1．比较长沟道MOSFET与短沟道MOSFET的性能2．为什么会提出按比例缩小的MOSFET?3．MOSFET尺寸的缩小会受哪些因素的限制?哪些物理效应必须要加以考虑？设计一种可以保持长MOSFET特性的短沟道MOSFET器件结构。说明你的理由）五．设计题设计一个变容二极管主要参数为结电容：要求：1．求出其杂质分布关系式2．画出其管芯截面图3.指出他的一种可能应用博士生入学面试题版图设计中提高可靠性的措施有哪些？数字集成电路设计的流程是什么？如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。电路设计中提高可靠性的措施有哪些？请解释以下名词：SRAM,SDRAM,IRQ,BIOS,VHDL。如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。模拟集成电路设计有哪些考虑因素？简述锁存器（latch）和触发器（flip-flop）的区别。如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。负反馈的种类有哪些？静态和动态时序模拟的优缺点？如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。模拟集成电路的设计流程是什么？MOS集成电路比BJT有什么优点？如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。模拟集成电路的版图设计和数字集成电路的版图设计考虑是否相同？模拟集成电路设计有哪些考虑因素？如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。降低集成电路功耗的措施有哪些？用波形表示D触发器的功能。如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。全定制集成电路设计的优缺点是什么？为什么一个标准反相器中P管的宽长比要比N管的宽长比长？如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。请设计一个CMOS反相器，要求相同的上升和下降时间。请给出PMOS和NMOS管的宽度，并解释。版图设计规则是根据什么制定出来的？如果你被录取，谈谈你博士论文工作期间的研究计划、设想、打算及有何要求。★★答卷须知试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效。2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目代码：080903科目名称：半导体物理学（A卷）一、单项选择题（总分16分，每小题2分）1.设半导体能带位于处，则下列叙述（）正确a）能带底的电子有效质量为正 b）能带底的电子有效质量为负c）能带底的电子有效质量为负d）能带底附近电子的速度为负2.在室温时，在本征半导体的两端外加电压,则（）a）价带中的电子不参与导电b）价带中的电子参与导电c）基本能级位于禁带中央的下方d）基本能级位于禁带中央的上方3.在制造半导体高速开关器件时，认为地掺入金，其目的是（）a）减少关断时间 b）增加电流放大倍数c）提高击穿电压 d）增加少子寿命4.关于载流子浓度,对同一材料，在一定温度时，正确的说法是（）a）仅适用于本征半导体 b）仅适用于p型半导体c）仅适用于n型半导体 d）以上三种情况都适用5.由（）散射决定的迁移率正比于a）电离杂质 b）声子波c）光子波 d）电子间的6.关于半导体中非平衡载流子的寿命，下列叙述不正确的是a）寿命与材料类型有关b）寿命与材料的表面状态有关c）寿命与材料的纯度有关d）寿命与材料的晶格完整性有关7.若pn结空间电荷区中不存在复合电流，则pn结一定在（）工作状态a）反向b）正向c）击穿d）零偏压8.在同样的条件下，硅二极管的反向饱和电流要比锗二极管的要（）a）大B）小c）相等D）无法判断二、多项选择题（总分24分，每小题3分）1.关于霍耳效应，下列叙述正确的是a）n型半导体的霍耳系数总是负值。b）p型半导体的霍耳系数可以是正值，零或负值。c）利用霍耳效应可以判断半导体的导电类型d）霍耳电压与样品形状有关。a）空穴浓度等于价带中空状态浓度b）空穴所带的正电荷等于电子电荷c）空穴的能量等于原空状态内电子的能量的负值d）空穴的波矢与原空状态内电子的波矢相同2.下列（）不属于热电效应a）塞贝克效应b）帕耳帖效应c）汤姆逊效应d）帕斯托效应3.半导体pn结激光的发射，必须满足的条件是（）a）形成粒子数分布反转b）共振腔c）至少达到阈值的电流密度d）pn结必须处于反向工作状态4.若，则正确的是a）金属与n型半导体接触形成阻挡层b）金属与p型半导体接触形成反阻挡层c）金属与n型半导体提接触形成反阻挡层d）金属与p型半导体接触形成阻挡层5.下列结构中，（）可以实现欧姆接触a）金属-n+-nb）金属-p+-pc）金属-p-p+d）金属-n-n+6.下列关于p+n结的叙述中，（）是正确的a）p+n结的结电容要比相同条件的pn结结电容大b）流过p+n结的正向电流中无产生电流成分c）p+n结的开关速度要比一般pn结的开关速度快d）p+n结的反向击穿电压要比一般pn结的低7.对于硅pn结的击穿电压，叙述正确的是（）a）击穿电压>6.7V时，为雪崩击穿b）击穿电压<4.5V时，为隧道击穿c）隧道击穿电压的温度系数为正值d）雪崩击穿电压的温度系数为负值8.在理想MIS结构中，下列结论（）正确a）平带电压为零b）c）无外加电压时，半导体表面势为零d）无外加电压时，半导体表面无反型层也无耗尽层三、填空题（共15分，每题3分）1.在晶体中电子所遵守的一维薛定谔方程为 ，满足此方程的布洛赫函数为 。2.硅掺磷后，费米能级向 移动，在室温下进一步提高温度，费米能级向 移动。3.画出硅的电阻率随温度的变化关系示意图 。4.写出p型半导体构成的理想MIS结构形成下列状态所满足的条件：①多子堆积______________________________________②多姿耗尽______________________________________③反型______________________________________5.暖电子通常指的是它的温度晶格温度。而热电子指的是电子的温度晶格温度。四、解释或说明下列各名词（共15分，每小题5分）1.空穴2.准费米能级3.pn结的雪崩击穿五、说明以下几种效应及其物理机制，并分别写出其可能的一种应用（总分21分，每小题7分）1.霍耳效应2.半导体的光声伏特效应3.pn结的电容效应六、计算题或证明题（总分59分，共5小题1、（12分）计算硅p+n+结在时的最大接触电势差。2、（12分）设硅p+n结的p区电阻率为0.01，n区电阻率为10，电子迁移率为100，空穴迁移率为300。求：（1）接触电势差（2）势垒高度（3）势垒宽度3、（12分）侧得某p+n结的势垒电容和反向电压间关系如下表所示：00.511.522.532017.315.614.313.312.411.6设pn结面积=，计算（1）p+n结的接触电势差（2）求4、（13分）完成下列问题（1）画出栅控二极管的结构示意图（2）分析表面电场对pn结的反向电流的影响（3）分析表面电场对pn结击穿特性的影响（4）为稳定半导体表面的性质，可以采用哪些措施5、（10分）证明pn结反向电流可以表示为： 式中，，和分别为n型和p型半导体的电导率，为本征半导体的电导率。★★答卷须知试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效。2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目代码：822科目名称：半导体物理学（B卷）一、单项选择题（总分16分，每小题2分）1.设半导体能带位于处，则下列叙述（）正确a）能带顶的电子有效质量为正 b）能带底的电子有效质量为负c）能带顶附近的电子速度为负d）能带底附近的电子速度为正2.在制造半导体高速开关器件时，人为地掺入金，其目的是（）a）减小开启时间 b）增大少子扩散长度c）减小少子寿命 d）增大电压放大倍数3.通常把服从（）的电子系统称为简并系统。a）波尔兹曼统计率b）费米统计率c）热平衡d）非平衡4.由（）散射决定的迁移率正比于a）声学波 b）光学波c）电离杂质 d）电子间5.纯半导体材料的电阻率随温度升高而（）a）单调下降 b）单调上升c）先下降后上升 d）先上升后下降6.同一种半导体材料，在不同的条件下，载流子的寿命（）a）相同b）不相同c）与材料纯度无关d）与材料的能带结构无关7.若pn结空间电荷区中存在产生电流，则pn结一定在（）工作状态a）正向b）热平衡c）反向d）零偏压8.不属于热磁电效应的是（）效应a）磁阻b）能斯托c）里纪-斯杜克d）压阻二、多项选择题（总分24分，每小题3分）1.非直接跃迁过程是（）参与的过程a）电子与光子b）光子与声子c）电子与声子d）电子、声子与光子2.下列（）可以用来判断半导体的导电类型a）热探针法B）霍耳效应c）帕耳帖效应d）光电效应3.关于半导体中非平衡载流子的寿命，下列说法（）是正确的a）寿命与材料的类型有关b）寿命与材料的表面状态有关c）寿命与材料的纯度有关d）寿命与材料的晶格缺陷有关4.关于p+n结的叙述中，（）是正确的a）流过p+n结的反向电流成分中，空穴电流占优势b）p+n结的势垒电容要比一般pn结的高c）p+n结的正向电流成分中没有产生电流d）p+n结的击穿电压要比p+n+结的高5.半导体材料中载流子的迁移率由下列（）因素决定a）电离杂质的数量b）工作温度c）晶体的纯度d）晶格的缺陷6.下列说法正确的是（）a）受激电子与空穴互相约束而结合在一起的整体叫激子b）晶格振动的能量子称为声子c）扩散长度是非平衡载流子在复合前所能扩散深入样品的平均距离d）牵引长度是电场作用下的非平衡载流子在寿命时间内所迁移的距离7.下列结构中不能实现欧姆接触的是（）a）金属-n+-nb）金属-p+-pc）p-p+-金属d）金属-n-n+8.在理想MIS结构中，下列说法正确的是（）a）金属与半导体间功函数差为零b）绝缘层中无电荷c）平带电压为零d）无外加电压时，表面势为零三、填空题（共15分，每题3分）1.热平衡时，半导体中的多子与少子满足的关系式为：。2.写出一维薛定谔方程为： 及满足此方程解的布洛赫函数为 ; 。3.在同一坐标中画出硅二极管和肖特基二极管的伏安特性 。4.MIS结构中，费米势的定义为： ；n型半导体的费米势表达式为： 。5.写出费米分布函数的表达式 。当时：若 ，则；若 ,则；若 ,则。四、解释或说明下列各名词（共15分，每小题5分）1.简并半导体2.整流接触与欧姆接触3.载流子的复合与产生五、说明以下几种效应及其物理机制，并分别写出其可能的一种应用（总分21分，每小题7分）1.霍耳效应2.载流子的雪崩倍增效应3.光电效应六、计算题或证明题（总分59分，共5小题）1、（12分）计算本征硅在室温时的电阻率。（已知电子和空穴的迁移率分别为1350和500）。当掺入百万分之一的磷后，设杂质全部电离，计算其中电导率比本征硅的电导率增加了多少倍？。2、（12分）有一硅p+n结，p区掺杂浓度是n区掺杂浓度的1000倍，而n区杂质含量为百万分之一，在室温时：计算：（1）接触电势差（2）势垒高度（3）势垒宽度3、（12分）利用微分电容-电压法可以测量单边突变结的接触电势差和低掺杂一边的杂质浓度。请详细说明或用公式表述测量的依据。4、（13分）在小注入时，就pn结正向和反向工作两种情况，分析图中载流子在五个区域中的运动情况及漂移和扩散的方向及相对大小。++-势垒区扩散区扩散区中性区中性区5、（10分）证明：在热平衡条件下，pn结中费米能级处处满足关系式：微电子学与固体电子学2009年硕士研究生入学复试试题1.TTL与非门电路多余输入端应接_________电平。2.．由TTL与非门构成的基本RS触发器，当RD=SD=1时，触发器处于_________状态。3．TTL与非门空载时，输出高电平UOH的典型值约为_________V。4．单相桥式整流电路输出平均电压为36V，则变压器副边电压有效值为_________V。5.某场效应晶体管工作在恒流区，当UGS=-1V时，ID=0.8mA,当UGS=-3V时，ID=0.2mA,则该管的低频跨导gm为_________mA/V。6.若要求放大电路输入电阻高，且稳定输出电压，在放大电路中应引入的负反馈类型为_______________。7.三种组态的基本放大电路进行比较，输入电阻最小的是共___________极放大电路。8.单相桥式整流电路中，变压器次级电压为20V（有效值），则每个整流二极管所承受的最大反向电压为。9.单相桥式整流电容滤波电路中，变压器次级电压为10V（有效值），则滤波后的直流输出电压为。10.在共射、共基、共集三种组态的基本放大电路中，输出电阻最低的是_________放大电路。11．理想二极管构成的电路如题2图，其输出电压u0为________12．场效应管的转移特性如题4图所示，则该管为_______FET13．在双端输入单端输出的差动放大电路中，差模电压放大倍数Ad2=50，共模电压放大倍数Ac=0.5，若输入电压uil=80mV，ui2=60mV，则输出电压uo2为____________V。14.在题14图所示电路中，集成运放的最大输出电压为±12V，当输入6V时输出电压为_________V。15．由与非门构成的基本RS触发器，要使Qn+1=1，输入信号应为_________________。16．如题16图所示电路，输出函数F的表达式为________________。17．有一个稳态和一个暂稳态的电路是_________________。18．已知某基本共射放大电路的ICQ=1mA，UCEQ=6V，管子的饱和压降Uces=1V，Rc=RL=4KΩ，则该放大电路的最大不失真输出电压幅值为________________。19.要构建一个一百进制可逆计数器，至少需要_________个触发器。20.共模抑制比KCMRR定义为______________。21．码元速率和信息速率的关系式_________________。22.信道容量定义为信道能够传输的_______________信息速率。23残留边带调制既克服了DSB信号__________的缺点，又解决了SSB信号实现中的________________。24.载波同步的目的是在接收设备中产生一个和接收信号的载波_________、_________的本地振荡，用于_____________。25码元同步对于二进制信号，又称_____同步。目的是得知每个接收码元准确的_______时刻，以便决定积分和__________26群同步又称_____同步，目的是将接收码元正确_________。27．电路中电位值与参考点的选取_____关。电位差值与参考点的选取_______关。28．正弦电流的平均值为___________。29．在RLC串联的正弦交流电路中，当电感上的电压与电容上的电压大小相等时，电路发生了_____________。30．稳压二极管正常稳压工作是工作在其伏安特性曲线的___________区。31.单位阶跃信号的傅立叶变换式为___________、拉普拉斯变换式为____________。32.门函数的傅立叶变换式为______________。33.数字信号的定义是_________________________________。34.运算器中，通用寄存器的位数___________字长。35.CPU的主要功能是：___________控制、_________控制、_________控制和数据加工。36.矩形波导内的ＴＭ波的最低模是__________。37.写出媒质中位移电流的数学表达式是___________。38．媒质参数如介电常数等参数随电磁场频率变化的现象叫__________。39．运算放大器一般由_____________________部分组成。40．BI-ＣＭＯＳ工艺是把________________同时制作在同一芯片上。41．干氧氧化的速率要比湿氧氧化的速率_______。42．光刻工艺的目的是_____________________。43．FET的跨导定义为_______________________。44．晶体管的噪声系数定义式是___________。45．耗尽型PMOSFET的衬底导电类型是__________。46．MEMS的英文全称是______________。47．N型半导体的N是英文单字_________的第一个字母。48.“微电子”一词的含义：_____________________________。机密★启用前★★答卷须知试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效。2009年攻读博士学位研究生入学考试试题科目代码：2069科目名称：半导体器件物理一、（20分）解释或说明下列概念1．（4分）微电子2．（4分）静电感应晶体管3．（4分）BiCMOS4．（4分）双漂移二极管5．（4分）电流集边效应二、（20分）以轻掺杂外延集电区的双极型晶体管为例，完成下列问题：1．（2分）什么叫KirK效应？2．（5分）示意画出发生KirK效应后，共射极连接晶体管的输出特性曲线族，并给出详细解释。3．（3分）画出小电流时空间电荷区的电场分布示意图。4．（3分）画出KirK效应开始时空间电荷区的电场分布示意图。5．（3分）画出KirK效应发生后的空间电荷区的电场分布示意图。6．（2分）求出发生KirK效应的临界电流密度。7．（2分）求出感应基区宽度。三、（20分）以MOSFET为例，完成下列问题：1．（2分）给出晶体管噪声系数的定义。2．（6分）MOSFET的低频噪声有什么特点？它主要与哪些因素有关？如何减小？3．（4分）讨论沟道热噪声的产生机理及减小措施。4．（4分）什么叫誘生栅极噪声？如何减小？5.（4分）MOSFET在高频运用时的最小噪声系数主要由哪个参数决定？如何减小最小噪声系数？四、（20分）请推导：在P型半导体中，同时存在漂移运动和扩散运动时，少数载流子运动所满足的连续性方程式。五、（20分）实验题：实验内容：测量MOS系统的平带电压。实验要求：1．（3分）画出该实验装置示意图。2．（2分）给出主要的实验步骤。3．（15分）详细叙述所用测量方法的依据。机密★启用前★★答卷须知试题答案必须书写在答题纸上，在试题和草稿纸上答题无效。2009年攻读博士学位研究生入学考试试题科目代码：2069科目名称：半导体器件物理一、（20分）解释或说明下列概念1.（4分）微电子2.（4分）单电子晶体管3.（4分）发射结重掺杂效应4．（4分）共振遂穿二极管5.（4分）转移电子效应二、（20分）以双极型晶体管为例，完成下列问题：1.（3分）给出特征频率的定义。2.（5分）写出微波晶体管特征频率的数学表达式（用材料参数和结构参数表示）。3.（3分）画出特征频率与集电极电流的变化关系曲线并给出定性解释。4.（3分）画出特征频率与集电极电压的变化关系曲线并给出定性解释。5.（3分）提高特征频率的途径有哪些？6.（3分）定性讨论特征频率的温度特性。三、（20分）以NMOSFET为例，完成下列问题：1.（2分）给出阈值电压的定义。2.（5分）写出阈值电压的数学表达式（用材料参数和结构参数表示）。3.（3分）栅电容的大小对阈值电压有何影响？4.（3分）功函数差的大小对阈值电压有何影响？5.（3分）衬底掺杂浓度的高低对阈值电压有何影响？6.（4分）采用什么方法可以制造出N沟增强型MOSFET？四、（20分）请推导：在N型半导体中，同时存在漂移运动和扩散运动时，少数载流子运动所满足的连续性方程式。五、（20分）实验题：实验内容：测量肖特基势垒（金属半导体接触）的势垒高度。实验要求：1.（3分）画出该实验装置示意图。2.（2分）给出主要的实验步骤。3.（15分）详细叙述所用测量方法的依据。基础部分（A）一单项选择题（共5小题，每小题2分，共10分）1．理想二极管D构成题1所示电路，该电路状态为（）题1图A．D截止且B．D导通且C．D截止且D．D导通且2．已知某基本共射极放大电路的，管子的饱和压降，则该放大电路的最大不失真输出电压的幅值为（）伏A．1B．2C．5D．63．在双端输入的差动放大电路中，输入信号分别为60mV和40mV，则共模输入信号和差模输入信号分别为（）mVA．100和20B．50和10C．100和10D．50和504．两极放大电路，考虑到级间相互影响后电压放大系数，则两级总的电压放大倍数用分贝表示则为（）dBA.100B.120C.80D.605.某单级放大电路的通频带为，由两个这样的单级放大器构成一个两级放大电路，其总的通频带为（）A．=2B.>2C.<D.>二．填空（共10小题，每小题２分，共２０分）根据放大电路三种基本组态：a.共射极；b.共集电极；c.共基极的特点;选择正确的答案填写在空白处（只填写相应的字母a;b;c）:1.输入电阻最小的电路是＿＿＿＿。2.输入电阻最大的电路是＿＿＿＿。3.输出电阻最小的电路是＿＿＿＿。4.有电压放大作用的电路是＿＿＿＿。5.有电流放大作用的电路是＿＿＿＿。6.高频特性最好的电路是＿＿＿＿。7.输入电压与输出电压同相的电路是＿＿＿＿。8.输入电压与输出电压反相的电路是＿＿＿＿。9.输入电阻高且输出电阻小的电路是＿＿＿＿。10．输入与输出之间无反馈电容因而不存在密勒效应的电路是＿＿。三、计算题（共2小题，每小题１０分，共２０分）1.电路如图且各元件数值已知，完成下列问题：叙述在电路中的作用;若环境温度升高，叙述该电路静态工作点Ｑ稳定的过程；要使静态工作点稳定，写出应满足的条件；求出的表达式；画出交流小信号等效电路（开路）；写出该放大器的电压放大系数表达式；写出输入电阻的表达式；写出输出电阻的表达式；已知两级共射放大电路的电压放大倍数为：求（１）（２）（３）专业课部分一、简答题(6分×5=30分)为什么硅半导体器件的工作温度比锗半导体器件的工作温度高？试说明杂质在半导体中的作用。简述有效质量与能带结构的关系。简述肖特基二极管不同于pn结二极管的特点。简述光生伏特效应及应用。二、（20分）温度为300K时本征硅的电子浓度1.5×1016cm-3，电子和空穴迁移率分别为1350cm2/V·s和500cm2计算硅的本征电导率。硅的原子密度为5.00×1022/cm3。当掺入百万分之一的砷后，设杂质全部电离，试计算其电导率。比本征硅的电导率增大了多少倍？若该样品所加的电场强度为,试求流过该样品的电流密度是多少？三、（20分）设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量和价带极大值附近能量分别为：和为电子惯性质量，，。试求：禁带宽度；导带底电子有效质量；价带顶电子有效质量；价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。四、（15分）用适当频率的方脉冲照射到某n型半导体样品，被样品内部均匀吸收并产生非平衡载流子，其产生率为，非平衡载流子的寿命为，光脉冲宽度。试写出在该脉冲光开始照射到结束以后，非平衡空穴所满足的方程式。设的瞬间，脉冲光开始照射，试求脉冲开始照射到结束后的整个时间内，非平衡空穴随时间变化的规律，并用图示意出来。在用直流光电导衰减法测量非平衡载流子寿命的实验中，在示波器上观察的是那段曲线？所谓的寿命是指曲线上的哪段时间？由此如何定义非平衡载流子的寿命？五、（15分）在忽略界面态影响的情况下，可用什么实验方法测量MIS结构绝缘层中的可动电荷。附录：常用物理参数：锗原子的密度为硅的原子密度为玻耳兹曼常数电子电量电子静止质量普朗克常数室温（300K）附图：迁移率与杂质浓度关系曲线附图1迁移率与杂质浓度关系曲线附图1迁移率与杂质浓度关系曲线基础部分（B）一单项选择题（共5小题，每小题2分，共10分）1．某场效应管的转移特性如图1所示，该管为（）MOS管图1A．P沟道增强型B．P沟道耗尽型C．N沟道增强型D．N沟道耗尽型2．共基极放大电路主要应用于（）A．高频电压放大B．中间级隔离Ｃ．高阻输入级Ｄ．电流放大３．集成运放的输入级一般采用（）电路Ａ．共射极放大Ｂ．共集电极放大Ｃ．差动放大Ｄ．功率放大４．直流放大器产生零点漂移的主要原因是：（）Ａ．环境温度变化Ｂ．电压增益太大Ｃ．采用直接耦合方式Ｄ．采用阻容耦合方式５．正弦波振荡电路能自激振荡的条件是（）Ａ．ＡＦ＝１Ｂ．ＡＦ＜１Ｃ．ＡＦ＝－１Ｄ．ＡＦ＜－１二、选择下面合适的答案填写在空白处（每小题2分，共２０分）：a.直流b。交流c．电压d．电流e．串联f．并联1.直流负反馈是指在＿＿＿＿通路中的负反馈；＿＿＿＿负反馈是指在交流通路中的负反馈；3.为了稳定静态工作点，应引入＿＿＿＿负反馈；4.为了稳定放大倍数，应引入＿＿＿＿负反馈；5.为了展宽频带，应引入＿＿＿＿负反馈，6.为稳定放大电路的输出电压，应引入＿＿＿＿负反馈7.为稳定放大电路的输出电流，应引入＿＿＿＿负反馈8.为了增大放大电路的输入阻抗应引入＿＿＿＿负反馈9.为了减小放大电路的输出阻抗应引入＿＿＿＿负反馈10.为了提高放大电路带负载的能力应引入＿＿＿＿负反馈计算题（共2小题，每小题１０分，共２０分）1.电路如图且各元件数值已知，完成下列问题：叙述在电路中的作用；若环境温度升高，叙述该电路静态工作点Ｑ稳定的过程；要使静态工作点稳定，写出应满足的条件；求出表达式；画出交流小信号等效电路（开路）；写出该放大器的电压放大系数表达式；写出输入电阻的表达式；写出输出电阻的表达式；2.已知两级共射放大电路的电压放大倍数为：求（１）（２）（３）专业课部分一、简答题（6分×5=30分）为什么不同的半导体材料制成集成电路其最高工作温度各不相同？简述什么是半导体的浅能级杂质和深能级杂质，它们的作用有何不同？简述什么是直接带隙半导体和间接带隙半导体。什么是半导体-金属的欧姆接触？简述实现方法及其物理原理。简述霍尔效应及应用二、（20分）已知锗原子的浓度为。温度为300K时，本征锗的电阻率为，，。试求本征载流子的浓度。若掺入锑杂质，使每个锗原子中有一个杂质原子，计算300K时电子浓度和空穴浓度。若杂质全部电离，试求该掺杂锗样品的电阻率。若流过该样品的电流密度为，求所加的电场强度。三、（20分）掺施主杂质硅样品，少子寿命,在均匀光的照射下产生非平衡载流子,其产生率，设本征载流子浓度。分别计算无光照和有光照时样品的电导率。试计算室温时无光照情况下的费米能级；试计算室温时有光照情况下的费米能级；图示比较两种情况下的费米能级的不同。四、（15分）若费米能级，利用费米函数计算在什么温度下电子占据能级的几率为1%？计算在该温度下电子分布几率从0.1～0.9所对应的能量区间。五、（15分）在忽略界面态影响的情况下，可用什么实验方法测量MIS结构绝缘层中的可动电荷，说明实验步骤和计算依据附录：基础部分（A）参考答案:一、1.D2、B3、B4、A5、C.二、1、c2、b3、b4、a,c5、a6、c7、b8、a9、b10、c三、1、参考答案（1）、与构成分压电路；稳定静态工作点；旁路电容（2）、温度升高，基极电流增加，发射级电位升高；发射级电压减少，基极电流减少。（3）、（4）、,（5）、略（6）、（7）、（8）、2、参考答案（1）（２）（３）专业课部分参考答案一、简答题(6分×5=30分)为什么硅半导体器件的工作温度比锗半导体器件的工作温度高？[答案要点]：半导体材料制成的器件都有一定的极限工作温度，这个工作温度受本征载流子浓度制约：一般半导体器件中，载流子主要来源于杂质电离，而将本征激发忽略不计。在本征载流子浓度没有超过杂质电离所提供的载流子浓度的温度范围，如果杂质全部电离，载流子浓度是一定的，器件就能稳定工作。但是随着温度的升高，本征载流子浓度迅速地增加。当温度足够高时，本征激发占主要地位，器件将不能正常工作。因此，每一种半导体材料制成的器件都有一定的极限工作温度，超过这一温度后，器件就失效了。例如，一般硅平面管采用室温电阻率为1·cm左右的原材料，它是由掺入的施主杂质锑而制成的。在保持载流子主要来源于杂质电离时，要求本征载流子浓度至少比杂质浓度低一个数量级，即不超过。如果也以本征载流子浓度不超过的话，硅器件的极限工作温度是520K左右。锗的禁带宽度比硅小，锗的器件工作温度比硅低，约为370K左右。试说明杂质在半导体中的作用？[答案要点]：杂质在半导体中主要有三方面的作用：提供载流子：浅能级杂质在禁带中引入的能级位于导带底或价带顶附近，那么这些杂质就是施主或受主杂质，提供载流子，改变半导体的导电特性。复合中心：若杂质在禁带中引入的能级位于禁带中央附近时，对非平衡载流子的复合作用最大，因此，位于禁带中央附近的深能级称为有效复合中心。复合中心使非平衡载流子寿命降低。陷阱中心：若杂质能级在费米能级之上，且越接近费米能级，就会形成电子陷阱。陷阱中心在某种程度上延长了非平衡少子的寿命。简述有效质量与能带结构的关系。[答案要点]：有效质量的意义在于它概括了半导体内部势场的作用，使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动运动规律时，可以不涉及到半导体内部势场的作用。在能带底部附近，E/d>0，电子的有效质量是正值；在能带顶附近，E/d<0，电子的有效质量是负值，这是因为概括了半导体内部的势场作用。有效质量与能量函数对于k的二次微商成反比，对宽窄不同的各个能带，E（k）随k的变化情况不同，能带越窄，二次微商越小，有效质量越大。内层电子的能带窄，有效质量大；外层电子的能带宽，有效质量小。内层电子的能带窄，有效质量大；外层电子的能带宽，有效质量小。因而，外层电子，在外力的作用下可以获得较大的加速度。简述肖特基二极管不同于pn结二极管的特点。[答案要点]：肖特基二极管是多子器件，载流子无存贮效应，可做高频器件，导通电压约为0.3V。而pn结二极管是少子器件，有电荷存贮效应，通常做低频器件，导通电压为0.7V.简述光生伏特效应及应用[答案要点]：当用适当波长的光照射非均匀半导体时，例如p-n结，由于内建场的作用（不加外电场），半导体内部产生电动势，称为光生电压；如将p-n结短路，则会出现电流，称为光生电流。这种由内建场引起的光电效应称为光生伏特效应。光生伏特效应的一个典型应用是光电池。二、（20分）温度为300K时本征硅的电子浓度1.5×101ocm-3，电子和空穴迁移率分别为1350cm2/V·S和500cm2/V·计算硅的本征电导率。硅的原子密度为5.00×1022/cm3。当掺入百万分之一的As后，设杂质全部电离，试计算其电导率。比本征硅的电导率增大了多少倍？若该样品所加的电场强度为,试求流过该样品的电流密度是多少？[答案要点]：T=300K,，μn＝1350cm2/V·S，μp＝500cm2/V（5分）计算硅的本征电导率（5分）掺入As浓度为ND＝5.00×1022×10-6＝5.00×1016cm-3。杂质全部电离，，从掺杂浓度与迁移率关系图可查此时μn＝900cm2/V（5分）（5分）三、（20分）设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec（k）和价带极大值附近能量Ev（k）分别为：和为电子惯性质量，，。试求：禁带宽度；导带底电子有效质量；价带顶电子有效质量；价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化。[答案要点]：（5分）禁带宽度Eg根据可求出对应导带能量极小值的k值：时，同理得到：时，（5分）导带底电子有效质量（5分）价带顶电子有效质量（5分）准动量的改变量四、（15分）用适当频率的方脉冲照射到某n型半导体样品，被样品内部均匀吸收并产生非平衡载流子，其产生率为，非平衡载流子的寿命为，光脉冲宽度。试写出在该脉冲光开始照射到结束以后，非平衡空穴所满足的方程式。设的瞬间，脉冲光开始照射，试求脉冲光开始照射到结束后的整个时间内，非平衡空穴随时间变化的规律，并用图示意出来。在用直流光电导衰减法测量非平衡载流子寿命的实验中，在示波器上观察的是哪段曲线？所谓的寿命是指曲线上的哪段时间？由此如何定义非平衡载流子的寿命？[答案要点]：（5分）设脉冲开始照射的瞬间，则非平衡空穴满足方程为：（5分）解上述方程（1）：边界条件：时，代入得解方程（2）：由连续条件：时，可以得出:（5分）在用直流光电导衰减法测量非平衡载流子寿命时，观察的是以后的曲线。当时，当时，故所测寿命是指到曲线对应的时间五、（15分）在忽略界面态影响的情况下，可用什么实验方法测量MIS结构的绝缘层中可动电荷。[答案要点]：利用高频正负偏压B-T实验，可以判断MIS结构的绝缘层中是否存在可动电荷，并可计算出电荷量。5分一般步骤：在室温下，确定MIS结构的样品的平带电压；对样品进行B-T处理：温度150-300℃样品温度降至室温后再次测量平带电压若，则说明存在可移动电荷计算公式；5分具体测算：高频实验可以给出衬底掺杂浓度。从实验C-V曲线上得到，利用公式，得到；利