半导体物理期末试卷(含部分答案(2)

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射机构几率的影响及原因。

答：主要的散射机构为晶格振动散射和电离杂质散射 其散射几率和温度的关系为：晶格振动散射：

ps T

3/2

，电离杂质散射：

pi NiT

3/2

2 有4块Si半导体样品，除掺杂浓度不同外，其余条件均相同。根据下列所给数据判断哪块样品电阻率最大？哪块样品的电阻率最小？并说明理由。 （1）NA=1.2×1013/cm3, ND=8×1014/cm3; （2）NA=8×1014/cm3, ND=1.2×1015/cm3; （3）NA=4×1014/cm3; （4）ND=4×1014/cm3.

3 当PN结两侧掺杂浓度ND及NA相同时，比较Si、Ge、GaAs材料PN结内建电势的大小，为什么？

4 画出外加正向和负向偏压时pn结能带图（需标识出费米能级的位置）。

5 在一维情况下，描写非平衡态半导体中载流子（空穴）运动规律的连续方程是什么？说明各项的

2

E p p p物理意义。 p

Dp－ E p gp

pp2

t x x x

p t

――在x处，t时刻单位时间、单位体积中空穴的增加数；D

p

p

p

2

――由于扩散，单位时间、单

x

2

位体积中空穴的积累数；

p

E

p x

pp

E x

――由于漂移，单位时间、单位体积中空穴的积累数；

p

p

――由于复合，单位时间、单位体积中空穴的消失数；gp――由于其他原因，单位时间、单

位体积中空穴的产生数。

6 室温下某n型Si单晶掺入的施主浓度ND大于另一块n型Ge掺入的施主浓度ND1，试问哪一块材料的平衡少子浓度较大？为什么？

7 以n型Si材料为例，画出其电阻率随温度变化的示意图，并作出说明和解释。 答：设半导体为n型，有

1nq n

AB：本征激发可忽略。温度升高，载流子浓度增加，杂质散射导致迁移率也升高， 故电阻率ρ随温度T升高下降；

BC：杂质全电离，以晶格振动散射为主。温度升高，载流子浓度基本不变。晶格

振动散射导致迁移率下降，故电阻率ρ随温度T升高上升；

CD：本征激发为主。晶格振动散射导致迁移率下降，但载流子浓度升高很快，故

电阻率ρ随温度T升高而下降； 8．金属和半导体导电类型上有何不同?

金属自由电子导电，半导体非平衡载流子导电

9．平衡p-n结的空间电荷区示意图如下，画出空间电荷区中载流子漂移运动和扩散运动的方向（在

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