A大于 B等于 C小于
12.实际生产中,制作欧姆接触最常用的方法是(A)
A重掺杂的半导体与金属接触B轻掺杂的半导体与金属接触
13.在下列平面扩散型双极晶体管击穿电压中数值最小的是(C)
ABVCEOBBVCBOCBVEBO
14.MIS结构半导体表面出现强反型的临界条件是(B)。
(VS为半导体表面电势;qVB=Ei-EF)
AVS=VBBVS=2VBCVS=0
15.晶体管中复合与基区厚薄有关,基区越厚,复合越多,因此基区应做得
(C)
A.较厚B.较薄C.很薄
16.pn结反偏状态下,空间电荷层的宽度随外加电压数值增加而(A)。
A.展宽B.变窄C.不变
17.在开关器件及与之相关的电路制造中,(C)已作为缩短少数载流子寿命的有效手段。
A钝化工艺B退火工艺C掺金工艺
18.在二极管中,外加反向电压超过某一数值后,反向电流突然增大,这个电压叫(B)。
A饱和电压B击穿电压C开启电压
19.真空能级和费米能级的能值差称为(A)
A功函数B亲和能C电离电势
20.平面扩散型双极晶体管中掺杂浓度最高的是(A)
A发射区B基区C集电区
21.栅电压为零,沟道不存在,加上一个负电压才能形成P沟道,该MOSFET为(A)
AP沟道增强型BP沟道耗尽型CN沟道增强型DN沟道耗尽型
二、判断题(共20分,每题1分)
1.(√)半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间。
2.(√)半导体中的电子浓度越大,则空穴浓度越小。
3.(×)半导体中载流子低温下发生的散射主要是晶格振动的散射。
4.(×)杂质半导体的电阻率随着温度的增加而下降。
5.(√)半导体中杂质越多,晶格缺陷越多,非平衡载流子的寿命就越短。
6.(√)非简并半导体处于热平衡状态的判据是n0p0=ni2。
7.(√)MOSFET只有一种载流子(电子或空穴)传输电流。
8.(√)反向电流和击穿电压是表征晶体管性能的主要参数。
9.(×)同一种材料中,电子和空穴的迁移率是相同的。
10.(√)MOS型的集成电路是当今集成电路的主流产品。
11.(√)平衡PN结中费米能级处处相等。
12.(√)能够产生隧道效应的PN结二极管通常结的两边掺杂都很重,杂质分布很陡。
13.(√)位错就是由范性形变造成的,它可以使晶体内的一原子或离子脱离规则的周期而位移一段距离。
14.(√)在某些气体中退火可以降低硅-二氧化硅系统的固态电荷和界面态。
15.(√)高频下,pn结失去整流特性的因素是pn结电容
16.(×)pn结的雪崩击穿电压主要取决于高掺杂一侧的杂质浓度。
17.(√)要提高双极晶体管的直流电流放大系数α、β值,就必须提高发射结的注入系数和基区输运系数。
18.(√)二氧化硅层中对器件稳定性影响最大的可动离子是钠离子。
19.(×)制造MOS器件常常选用[111]晶向的硅单晶。
20.(√)场效应晶体管的源极和漏极可以互换,但双极型晶体管的发射极和集电极是不可以互换的。
三、名词解释(共15分,每题5分,给出关键词得3分)
1.雪崩击穿
随着PN外加反向电压不断增大,空间电荷区的电场不断增强,当超过某临界值时,载流子受电场加速获得很高的动能,与晶格点阵原子发生碰撞使之电离,产生新的电子—空穴对,再被电场加速,再产生更多的电子—空穴对,载流子数目在空间电荷区发生倍增,犹如雪崩一般,反向电流迅速增大,这种现象称之为雪崩击穿。
2.非平衡载流子
由于外界原因,迫使半导体处于与热平衡状态相偏离的状态,称为非平衡状态,其载流子浓度可以比平衡状态时多出了一部分,比平衡时多出了的这部分载流子称为非平衡载流子。
3.共有化运动
当原子相互接近形成晶体时,不同原子的内外各电子壳层之间就有了一定程度的交叠,相邻原子最外层交叠最多,内壳层交叠较少。
原子组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限在某一个原子上,可以由一个原子转移到相邻的原子上去,因而,电子将可以在整个晶体中运动,这种运动称为电子的共有化运动。
四、问答题(22分)
1.简述肖特基二极管的优缺点。
(6分,每小点1分)
优点:
(1)正向压降低
(2)温度系数小
(3)工作频率高。
(4)噪声系数小
缺点:
(1)反向漏电流较大
(2)耐压低
2.MIS结构中,以金属—绝缘体—P型半导体为例,半导体表面在什么情况下成为积累层?
什么情况下出现耗尽层和反型层?
(6分,每小点2分)
积累状态:
当金属与半导体之间加负电压时,表面势为负值,表面处能带向上弯曲,表面层内就会出现空穴的堆积。
(2分)
耗尽状态:
当金属与半导体之间加正电压时,表面势为正值,表面处能带向下弯曲,表面处的空穴浓度较体内的低得多,这种状态就叫做耗尽状态。
(2分)
反型状态:
当正电压进一步增加时,能带进一步向下弯曲,使表面处的费米能级高于中央能级Ei,这意味着表面的电子浓度将超过空穴浓度,形成反型层。
(2分)
3.如何加电压才能使NPN晶体管起放大作用。
请画出平衡时和放大工作时的能带图。
(10分,回答4分,其中每一点各2分;图6分,其中无偏压能带2分,加偏压能带2分,标注势垒高度2分)
答:
要使NPN晶体管起放大作用,发射结要加正向偏压(2分),集电结反向偏压。
(2分)
放大工作时的能带图如下:
五、计算题(共13分,其中第一小题5分,第二小题5分,第三小题3分)
1.计算
(1)掺入ND为1×1015个/cm3的施主硅,在室温(300K)时的电子n0和空穴浓度p0,其中本征载流子浓度ni=2×1010个/cm3。
(2)如果在
(1)中掺入NA=5×1014个/cm3的受主,那么电子n0和空穴浓度p0分别为多少?
(3)若在
(1)中掺入NA=1×1015个/cm3的受主,那么电子n0和空穴浓度p0又为多少?
解:
(1)300K时可认为施主杂质全部电离。
(1分)
则(2分)
(2分)
(2)掺入了NA=5×1014个/cm3的受主,那么同等数量的施主得到了补偿。
(1分)
则
(2分)
(2分)
(3)因为施主和受主相互完全补偿,杂质的掺杂不起作用。
因此该半导体可看作是本征半导体(实际上不是)。
(1分)
则(2分)