半导体物理(微电子器件基础 )知识点总结

第一章

●能带论：单电子近似法研究晶体中电子状态的理论

●金刚石结构：两个面心立方按体对角线平移四分之一闪锌矿

●纤锌矿：两类原子各自组成的六方排列的双原子层堆积而成（001）面ABAB顺序堆积●禁带宽度：导带底与价带顶之间的距离脱离共价键所需最低能量

●本征激发：价带电子激发成倒带电子的过程

●有效质量（意义）：概括了半导体内的势场作用，使解决半导体内电子在外力作用下运

动规律时，可以不涉及半导体内部势场作用

●空穴：价带中空着的状态看成是带正电的粒子

●准连续能级：由于N很大，每个能带的能级基本上可以看成是连续的

●重空穴带：有效质量较大的空穴组成的价带

●窄禁带半导体：原子序数较高的化合物

●导带：电子部分占满的能带，电子可以吸收能量跃迁到未被占据的能级

●价带：被价电子占满的满带

●满带：电子占满能级

●半导体合金：IV族元素任意比例熔合

●能谷：导带极小值

●本征半导体：完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体

●应变半导体：经过赝晶生长生成的半导体

●赝晶生长：晶格失配通过合金层的应变得到补偿或调节，获得无界面失配位错的合金层

的生长模式

●直接带隙半导体材料就是导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中同一位置

●间接带隙半导体材料导带最小值（导带底）和满带最大值在k空间中不同位置

●允带：允许电子能量存在的能量范围.

●同质多象体：一种物质能以两种或两种以上不同的晶体结构存在的现象

第二章

●替位杂质：杂质原子取代晶格原子而位于晶格点处。

●间隙杂质：杂质原子位于晶格的间隙位置。

●杂质浓度：单位体积中的杂质原子数。

●施主（N型）杂质：释放束缚电子，并成为不可动正电荷中心的杂质。

●受主（P型）杂质：释放束缚空穴，并成为不可动负电荷中心的杂质。

● 杂质电离：束缚电子被释放的过程（N ）、束缚空穴被释放的过程（P ）。

● 杂质束缚态：杂质未电离时的中性状态。

● 杂质电离能：杂质电离所需的最小能量：

● 浅能级杂质：施（受）主能级很接近导（价）带底（顶）。

● 深能级杂质：施（受）主能级远离导（价）带底（顶）。

● 杂质补偿：当半导体中同时存在施主杂质和受主杂质时，施主杂质和受主杂质之间的互

相抵消作用。

● 多能级杂质：杂质多次电离，每次电离相应一个能级，称为多能级杂质。

● 双性杂质：同种杂质在同一半导体晶格位置上，既可释放电子呈施主

● 性，又可接受电子呈受主性。

● 位错：晶体沿某条线原子排列偏离周期排列，包括刃位错和螺位错。

● 等电子杂质：杂质原子替代同族原子。

● 等电子陷阱：等电子杂质形成的带电中心。

第三章

● 状态密度:就是在能带中能量E 附近每单位间隔内的量子态数。

● 费米分布：在热平衡状态下，电子按能量大小具有一定的统计分布规律，能量为E

的一个量子态被一个电子占据时的概率满足公式f （E ）

● 费米能级：Ef 为一个类似于积分常数的一个待定常数，称为费米能级，Ef 是系统的

化学势。

● 波尔兹曼分布：若E-Ef>>k0T 时，导带电子统计分布从服从费米分布退化为服从玻

耳兹曼分布，一个量子态被一个电子占据时的概率满足公式（自己填上）。。。。

● 杂质电离度：已电离的杂质分子占总的杂质分子的百分比。

● 少子、少子浓度：如果在半导体材料中某种载流子占少数，导电中起到次要作用，

则称它为少子。多子浓度是指多子占总的载流子数的百分。

● 多子、多子浓度：半导体材料中某种载流子占大多数，导电中起到主要作用，则称

它为多子。多子浓度是指少子占总的载流子数的百分。

● 热平衡半导体：是指半导体的电子系统有统一的费米能级，电子和空穴的激发与复

合达到了动态平衡，其浓度是恒定的，载流子的数量与能量都是平衡的。 ● 热平衡判据： ● 非简并半导体：载流子遵从经典的波尔兹曼统计分布的半导体就是非简并半导体 ● 饱和区（强电离区）：当温度升高至大部分杂质都可以电离时称为强电离，满足这

011F E E k T e -=+2

00i

n p n =

个条件的温度区间称为强电离区。

●简并半导体：发生载流子简并化，载流子遵从费米统计分布的半导体就是简并半导

体

●强简并：

●载流子冻析效应：温度低于100K时，施主杂质只有部分电离，尚有部分载流子被

冻析在杂质能级上，对导电没有贡献，这种现象叫做低温载流子的冻析效应。

●杂质能带：由许多杂质原子靠近、电子轨道相互重叠并成键后即组成晶体，则其中

的电子状态即由原子中的能级状态转变为能带状态，即杂质能级展宽为杂质能带。

●禁带宽度变窄：当参杂浓度大于3*10^18每立方厘米时，载流子的冻析效应不再明

显，杂质的电离能为0，电离率迅速上升至1,。使得禁带宽度由Eg减小为Eg’，所以重掺杂时禁带宽度变窄，称为禁带变窄效应。

●带尾：杂质能带进入了导带或者价带，并与导带或者价带相连，形成了新的简并能

带，使得能带的状态密度发生了变化，简并能带的尾部伸入到禁带中，称为带尾。

●导带电子浓度：半导体导带中单位体积内电子的数量。

●价带空穴浓度：半导体价带中单位体积内空穴的数量。

●本征载流子浓度：是指本征半导体材料中自由电子和自由空穴的平衡浓度

●载流子、载流子浓度：载流子是指在半导体中运载电流的带电粒子——电子和空穴，

又称自由载流子。载流子浓度指单位体积的载流子数目

第四章

●载流子漂移运动：电子在电场力下的运动

●散射：载流子在运动过程中与晶格原子或电离的杂质离子的碰撞

●散射几率：载流子在单位时间内被散射的次数

●电离杂质散射：载流子运动到电离杂质附近受到库仑势场的作用。

●载流子的迁移率：平均速度与电场强度的比值

●载流子的平均自由时间：连续两次散射间自由运动的平均时间

●载流子的平均自由程：连续两次散射间自由运动的平均路程

●长纵声学波散射：长纵声学波原子疏密的变化形成附近势场引起散射

●长纵光学波散射：长纵光学波形成极性光学波散射和光学波形变势散射。

●等能谷散射：载流子分布相同的能谷称为等同能谷，在这些等能谷中，电子可以从

一个极值散射到附近的极值上称为等能谷散射。

●负微分电导：定义dJ/dE为微分电导，当半导体中电流密度随电场的增加而减小时，

微分电导小于零，称为负微分电导。

●耿氏震荡：存在负微分电导的半导体在强场中电流出现震荡现象。由于载流子分布

不均匀，在高阻区形成偶极畴，偶极畴不断产生，长大，漂移和吸收的过程便产生

微波震荡。

●

第五章

小注入：非平衡载流子浓度比平衡多子浓度低得多,比平衡少子浓度高得多。

光注入：用光照使得半导体内部产生非平衡载流子的方法。

少子寿命（寿命）：非平衡载流子的平均生存时间。

复合中心：促进复合过程的杂志和缺陷。

复合：导带电子跃迁到价带，使电子-空穴对消失的过程。

直接复合：导带电子直接跃迁到价带与空穴复合

间接复合：导带电子和价带空穴通过复合中心复合

表面复合：半导体表面复合。

俄歇复合：非平衡载流子从高能级向低能级跃迁复合过程中释放的能量使导带（或价带）中另一个载流子激发到更高能级，或使另一个载流子发射到半导体外。

准费米能级：注入作用下，导带电子、价带空穴在极短时间各自达到平衡，但导带电子与价带空穴不平衡，半导体没有统一费米能级，处于非平衡态。这种非平衡态用电子准费米能级，空穴准费米能级描述

稳态：注入不随时间变化。

最有效复合中心：当Et≈Ei（禁带中央附近的深能级杂质），净复合率最大，称为最有效复合中心。

陷阱：具有显著陷阱效应的杂质或缺陷称为有效陷阱。

扩散流密度：载流子扩散方向上，单位时间内通过单位面积的载流子数。

三种复合的区别：

①直接复合是辐射复合，所确定的寿命是半导体材料能获得的最大寿命（本征寿命），

在窄直接带隙半导体、本征半导体中占支配地位；

②间接复合是辐射复合，不仅需要发射光子释放复合能量，还要吸收或发射一个适当

的声子满足晶体动量守恒，在间接带隙半导体复合中占支配地位；

③俄歇复合是无辐射复合，是三粒子过程，在窄禁带半导体、较高温度工作的半导体、

大注入半导体中占支配地位；

第六章：

突变结：在交界面处，杂质浓度由N A（p型）突变为N D（n型），具有这种杂质分布的pn结。单边突变结：两边的杂质浓度相差很多。

线性缓变结：杂质分布可以用x=x j处的切线近似表示的pn结。

耗尽层近似：空间电荷密度就等于电离杂质密度。

势垒电容：pn结上外加电压的变化，引起了电子和空穴在势垒区的“存入”和“取出”作用，导致势垒区的空间电荷数量随外加电压而变化，这种电容效应。

扩散电容：由于扩散区的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应。

雪崩击穿：当反向偏压很大时，载流子获得了很大的动能，能够把价键上的电子碰撞出来，成为导电电子，同时产生一个空穴，如此下去的连锁反应成为载流子的倍增效应，由此大量载流子迅速增大了反向电流，从而发生pn结击穿。

隧道击穿：pn结加反向偏压，势垒区能带发生倾斜，使n区导带底比p区价带顶还低，使p 区价带中大量的电子隧道穿过势垒到达n区导带中去，使反向电流急剧增大。

热击穿：流过pn结的反向电流要引起热损耗，对应于一定的反向电流所消耗的功率也增大，产生大量的热能。

隧道结：由重掺杂的p区和n区形成的pn结通常称为隧道结。

小注入下，载流子在五个区运动情况分析：

1.正向偏压：注入电子在中性P区与势垒区交界处堆积，浓度比P区内部高，产生流向P

区内部的电子扩散流。非平衡电子扩散过程中与P区空穴复合，经过几个扩散长度后，全部复合。注入空穴在中性N区与势垒区交界处堆积，浓度比N区内部高，产生流向N区内部的空穴扩散流。非平衡空穴扩散过程中与N区电子复合，经过几个扩散长度后，全部复合。

2.反向偏压：势垒区电场强度增加，空间电荷增加，势垒区边界向中性区移动。势垒区与中性N区交界处空穴被势垒区强电场驱向P区，势垒区与中性N区交界处电子被驱向P区（少子抽取）。中性P区、中性N区少子与之形成浓度梯度，不断补充被抽取的载流子，构成反向扩散电流。由于少子浓度低，浓度梯度小，反向电流小。反向偏压较大时，势垒区交界处少子浓度近似为零，少子浓度梯度不随外加偏压变化，反向扩散电流不随反向电压变化（饱和）。

第七章：

半导体功函数：半导体中能量等于费米能级的电子逸出到真空所需最小能量。

电子亲和能：使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。

接触电势差：当金属和半导体接触时，电子从功函数较小材料逸出到功函数较大材料，接触面附近产生阻止电子继续转移的接触电势差。

表面态：原子周期排列在表面中断，表面存在未饱和共价键（悬挂键），对应的电子量子态（表面态）和表面能级定域在表面。电子占据时为电中性、无电子时带正电的表面态为施主型表面态。无电子时为电中性，有电子时带负电的表面态为受主型表面态。

扩散理论：

1、表面空间电荷区宽度远大于载流子平均自由程；

2、表面空间电荷内载流子全部耗尽；

3、均匀掺杂非简并半导体；

4、表面势垒高度远大于k0T

热电子发射理论近似：

1、阻挡层宽度远小于载流子平均自由程；

2、半导体进入金属的电子只占半导体总电子很小一部分，半导体内电子浓度与电流密度无关；

3、金属中能量高于势垒顶的电子都能到达半导体；

4、平衡势垒高度

肖特基二极管的特点：

1、正向电流由半导体多子注入金属形成，注入电子在金属中

不积累，直接漂移流走，高频特性好；

2、正向导通电压0.3V左右，比PN结二极管低；

3、制作工艺简单；

4、制作MS结构后，不能有高于金属-半导体合金温度的工艺；

形成金属与半导体欧姆接触：在实际生产中主要是利用隧道效应的原理在半导体上制造欧姆接触。选WmWs的金属与重掺杂p型半导体接触。

表面最外层格点原子有一个未配对电子，称为未饱和键或悬挂键。

被局限在表面附近的这些电子状态被称为表面态，对应的能级称为表面能级。

理想表面就是指表面层中原子排列的对称性与体内原子完全相同，且表面上不附着任何原子或分子的半无限晶体表面。

MIS结构：由中间以绝缘层隔开的金属板和半导体衬底组成。理想情况：1.金属与半导体功函数差为零；2.绝缘层内没有电荷（完全不导电）；3.绝缘层半导体界面不存在界面态。当在金属和半导体之间加电压后，在半导体中，电荷必须分布在一定厚度的表面层内，这个带电的表面层称做空间电荷区。

半导体物理知识点及重点习题总结

基本概念题： 第一章半导体电子状态 1.1 半导体 通常是指导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其导带在绝对零度时全空，价带全满，禁带宽度较绝缘体的小许多。 1.2能带 晶体中，电子的能量是不连续的，在某些能量区间能级分布是准连续的，在某些区间没有能及分布。这些区间在能级图中表现为带状，称之为能带。 1.2能带论是半导体物理的理论基础，试简要说明能带论所采用的理论方法。 答： 能带论在以下两个重要近似基础上，给出晶体的势场分布，进而给出电子的薛定鄂方程。通过该方程和周期性边界条件最终给出E-k关系，从而系统地建立起该理论。 单电子近似： 将晶体中其它电子对某一电子的库仑作用按几率分布平均地加以考虑，这样就可把求解晶体中电子波函数的复杂的多体问题简化为单体问题。 绝热近似： 近似认为晶格系统与电子系统之间没有能量交换，而将实际存在的这种交换当作微扰来处理。 1.2克龙尼克—潘纳模型解释能带现象的理论方法 答案： 克龙尼克—潘纳模型是为分析晶体中电子运动状态和E-k关系而提出的一维晶体的势场分布模型，如下图所示 利用该势场模型就可给出一维晶体中电子所遵守的薛定谔方程的具体表达式，进而确定波函数并给出E-k关系。由此得到的能量分布在k空间上是周期函数，而且某些能量区间能级是准连续的（被称为允带），另一些区间没有电子能级（被称为禁带）。从而利用量子力学的方法解释了能带现象，因此该模型具有重要的物理意义。 1.2导带与价带 1.3有效质量 有效质量是在描述晶体中载流子运动时引进的物理量。它概括了周期性势场对载流子运动的影响，从而使外场力与加速度的关系具有牛顿定律的形式。其大小由晶体自身的E-k 关系决定。 1.4本征半导体 既无杂质有无缺陷的理想半导体材料。 1.4空穴 空穴是为处理价带电子导电问题而引进的概念。设想价带中的每个空电子状态带有一个正的基本电荷，并赋予其与电子符号相反、大小相等的有效质量，这样就引进了一个假想的

第1章半导体器件习题及答案教学总结

第 1 章半导体器 件 习题及答案

第1章半导体器件 一、是非题（注：请在每小题后［］内用” V"表示对，用” X "表示错） 1、P型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。（） 2、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。（） 3、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。（） 4、P型半导体带正电，N型半导体带负电。（） 5、N型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。（） 6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。（） 7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。（） 8、施主杂质成为离子后是正离子。（） 9、受主杂质成为离子后是负离子。（） 10、PN结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。（） 11、漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。（） 12、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。（） 13、PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） 14、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。（） 15、通常的BJT管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。 （） 16、有人测得某晶体管的U BE=0.7V, I B=20^A,因此推算出r be=U BE/|B=0.7V/20 卩A=35k Q（）

17、 有人测得晶体管在U BE =0.6V , I B =5^A,因此认为在此工作点上的r be 大约为 26mV/l B =5.2k ◎（） 18、 有人测得当U BE =0.6V , I B =10^A O 考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到 、选择题 （注：在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处 .1、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 2、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 ___________ F 很大关系。A.温度B. 掺杂工艺C.杂质浓度C.晶体缺陷 7、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 ____ 。 A.大于B.小于C.等于D.变宽E.变窄F.不变 8、二极管正向电压从0.7V 增大15%时，流过的电流增大 ________ 。（ A 1. 15% B 1 ?大于 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 U BE 1 B 0.6 0 10 0 60(k ) ,多选或不选按选错论） A.负离子 B. 空穴 C. 3、 半导体中的载流子为 ________ 。 空穴 4、 N 型半导体中的多子是 ________ < 5、 P 型半导体中的多子是 _________ < &在杂质半导体中，多数载流子的浓度 度则与 ______ 有 正离子 D. 电子-空穴对 \.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 电子和 A.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 A.电子 B. 空穴 C. 正离子 D. 负离子 _____ ，而少数载流子的浓

半导体物理知识点总结

半导体物理知识点总结 本章主要讨论半导体中电子的运动状态。主要介绍了半导体的几种常见晶体结构，半导体中能带的形成，半导体中电子的状态和能带特点，在讲解半导体中电子的运动时，引入了有效质量的概念。阐述本征半导体的导电机构，引入了空穴散射的概念。最后，介绍了Si、Ge和GaAs的能带结构。 在1.1节，半导体的几种常见晶体结构及结合性质。（重点掌握）在1.2节，为了深入理解能带的形成，介绍了电子的共有化运动。介绍半导体中电子的状态和能带特点，并对导体、半导体和绝缘体的能带进行比较，在此基础上引入本征激发的概念。（重点掌握）在1.3节，引入有效质量的概念。讨论半导体中电子的平均速度和加速度。（重点掌握）在1.4节，阐述本征半导体的导电机构，由此引入了空穴散射的概念，得到空穴的特点。（重点掌握）在1.5节，介绍回旋共振测试有效质量的原理和方法。（理解即可）在1.6节，介绍Si、Ge的能带结构。（掌握能带结构特征）在1.7节，介绍Ⅲ-Ⅴ族化合物的能带结构，主要了解GaAs的能带结构。（掌握能带结构特征）本章重难点： 重点： 1、半导体硅、锗的晶体结构（金刚石型结构）及其特点； 三五族化合物半导体的闪锌矿型结构及其特点。 2、熟悉晶体中电子、孤立原子的电子、自由电子的运动有何不同：孤立原子中的电子是在该原子的核和其它电子的势场中运动，自由电子是在恒定为零的势场中运动，而晶体中的电子是在严格周期性重复排列的原子间运动（共有化运动），单电子近似认为，晶体中的某一个电子是在周期性排列且固定不动的原子核的势场以及其它大量电子的平均势场中运动，这个势场也是周期性变化的，而且它的周期与晶格周期相同。 3、晶体中电子的共有化运动导致分立的能级发生劈裂，是形成半导体能带的原因，半导体能带的特点： ①存在轨道杂化，失去能级与能带的对应关系。杂化后能带重新分开为上能带和下能带，上能带称为导带，下能带称为价带②低温下，价带填满电子，导带全空，高温下价带中的一部分电子跃迁到导带，使晶体呈现弱导电性。

半导体物理重点

半导体重点 第一章 1.能带论：用单电子近似的方法研究晶体中电子状态的理论成为能带论。 2.单电子近似：即假设每个电子是在周期性排列且固定不动的原子核势场及其它电子的平均势场中运动的。 3.金属中，由于组成金属的原子中的价电子占据的能带是部分占满的，所以金属是良好的导体。半导体中，如图所示，下面是被价电子占满的满带，亦称价带，中间为禁带，上面是空带，当温度升高，或者有光照的时候，满带中有少量电子可能被激发到上面的空带中去，此时半导体就能导电了。在半导体中导带的电子和价带的空穴均参与导电，金属中只有电子导电。 4.电子公有化运动：当原子相互接近形成晶体是，不同原子的相似壳层之间就有了一定程度的交叠，电子不再完全局限在一个原子上，可以由一个原子转移到相邻的原子上去，因而，电子可以在整个晶体中运动，这种运动就称为电子的共有化运动。 第二章 1.施主杂质：在Si，Ge中电离是能够施放电子而产生导电电子，并形成正电中心的杂质。常见V族杂质有：P，As，Sb

2.受主杂质：在Si，Ge中电离是能够接收电子而产生导电空穴并形成负电中心的杂质。 常见的III族杂质：B，Al，Ga，In 3．深能级：非III，V族杂质在Si，Ge的禁带中产生的施主能级距导带底较远，产生的受主能级距价带顶也较远，通常称这种能级为深能级，相应的杂质为深能级杂质。 作用：这些深能级杂质能够产生多次电离，每一次电离相应的有一个能级。因此这些杂质在Si，Ge的禁带中往往引入若干个能级，而且有的杂质既能产生施主能级，又能产生受主能级。对于载流子的复合作用比前能级杂质强，Au是一种很典型的复合中心，在制造高速开关器件是，常有意掺入Au以提高器件的速度。 4.补偿作用：在半导体中，施主和受主杂质之间的相互抵消的作用称为杂质的补偿。 （1）当N >>N ：为n型半导体，（2）当N >>N ：为P型半导体，（3）N >>N 时，施主电子刚好填充受主能级，虽然杂质很多，但不能向导带和价带提供电子和空穴，这种现象称为杂质的高度补偿。 利用杂质的补偿作用，可以根据需要用扩散或者离子注入方法来改变半导体中某一区域的导电类型，以制成各种器件。

半导体器件知识点归纳三

四、MOSFET 1、分类 FET：JFET、MESFET、IGFET(MOSFET) MOSFET：增强型NMOS、增强型PMOS、耗尽型NMOS、耗尽型PMOS，增强与耗尽由阈值电压决定，常用为增强型器件。 2、结构 四端：G（栅）、D（漏）、S（源）、B（衬底），源区和漏区之间为沟道，栅极电压控制沟道的导通与关闭，源极和漏极电压控制沟道电流的大小。 3、工作原理 NMOS：栅压小于阈值电压，沟道关闭；栅压大于等于阈值电压时，沟道导通，沟道电流随漏源电压增大而增大，直到饱和； PMOS：栅压大于阈值电压，沟道关闭；栅压小于等于阈值电压时，沟道导通，沟道电流随源漏电压增大而增大，直到饱和。 4、工作区间（定性讨论） 在栅源电压（V GS）大于阈值电压（V T）的情况下 线性区：源漏电压（V DS）很小，漏极电流（I D）与V DS成线性关系； 饱和区：V DS逐渐增大到一定值时，I D达到一个饱和值，不再随V DS增大而增大； 击穿区：V DS继续增大，达到漏源击穿电压BV DS，导致I D急剧增加。 5、阈值电压 具体定义、原理、公式推导参看书上，通过公式可以总结出影响阈值电压的几个因素，对于阈值电压的理解非常重要，阈值电压的大小关系到器件的工作状态及电压范围，器件设计和电路设计中都是一个及其重要的参数。 用NMOS简单概括一下：NMOS衬底为P型半导体，源漏区分别是N型掺杂，栅极为0电压时，沟道跟衬底一样，是P型，不存在导电电子，没有电流产生；当栅极电压为正并逐渐增大时，正电压会排斥沟道空穴向衬底方向移动，同时吸引衬底电流流向沟道，使得沟道电子越来越多，最终导致沟道类型发生反型；当栅极电压达到一个被称之为阈值电压的值时，沟道发生强发型，沟道电子在漏源电压作用下由源区向漏区移动，产生电流，即器件开启。 PMOS的机理可以类似分析，只是需要注意PMOS沟道导电的是空穴。 在定性理解机理的基础上一定按照书上的推导定量的得到阈值电压的公式，并且记住，再次强调，这一点非常重要。 6、衬底偏置效应（体效应） 一般情况下，NMOS的源极跟衬底相连，并且接芯片的最低电位，但是在实际电路中，由于设计需要，往往会出现源极接到了一个比衬底高的电位上，源极电压会吸引沟道电子移向源极，从而使沟道电子变少，要使沟道达到强反型，就需要更大的栅极电压，这就是阈值电压的增大。 同理，对于PMOS，源极一般与PMOS管的体（N阱）相连，接芯片最高电位，实际设计中会有源极接到比体要低一些的电位上，会吸引沟道中的空穴移向源极，同样导致沟道空穴变少，要是沟道达到强发型，就需要更低的栅极电压，即阈值电压减小，阈值电压的绝对值也是增大的。 7、直流电流电压方程（定量讨论） 直流电流电压方程显示的输出特性即是对工作区间的定量讨论。 前提条件（V GS>V T器件导通）

半导体物理知识点及重点习题总结

基本概念题: 第一章半导体电子状态 1、1 半导体 通常就是指导电能力介于导体与绝缘体之间的材料,其导带在绝对零度时全空,价带全满,禁带宽度较绝缘体的小许多。 1、2能带 晶体中,电子的能量就是不连续的,在某些能量区间能级分布就是准连续的,在某些区间没有能及分布。这些区间在能级图中表现为带状,称之为能带。 1、2能带论就是半导体物理的理论基础,试简要说明能带论所采用的理论方法。 答: 能带论在以下两个重要近似基础上,给出晶体的势场分布,进而给出电子的薛定鄂方程。通过该方程与周期性边界条件最终给出E-k关系,从而系统地建立起该理论。 单电子近似: 将晶体中其它电子对某一电子的库仑作用按几率分布平均地加以考虑,这样就可把求解晶体中电子波函数的复杂的多体问题简化为单体问题。 绝热近似: 近似认为晶格系统与电子系统之间没有能量交换,而将实际存在的这种交换当作微扰来处理。 1、2克龙尼克—潘纳模型解释能带现象的理论方法 答案: 克龙尼克—潘纳模型就是为分析晶体中电子运动状态与E-k关系而提出的一维晶体的势场分布模型,如下图所示 利用该势场模型就可给出一维晶体中电子所遵守的薛定谔方程的具体表达式,进而确定波函数并给出E-k关系。由此得到的能量分布在k空间上就是周期函数,而且某些能量区间能级就是准连续的(被称为允带),另一些区间没有电子能级(被称为禁带)。从而利用量子力学的方法解释了能带现象,因此该模型具有重要的物理意义。 1、2导带与价带 1、3有效质量 有效质量就是在描述晶体中载流子运动时引进的物理量。它概括了周期性势场对载流子运动的影响,从而使外场力与加速度的关系具有牛顿定律的形式。其大小由晶体自身的E-k

半导体物理与器件第四版课后习题答案(供参考)

Chapter 4 4.1 ??? ? ? ?-=kT E N N n g c i exp 2υ ??? ? ??-??? ??=kT E T N N g O cO exp 3003 υ where cO N and O N υ are the values at 300 K. (b) Germanium _______________________________________ 4.2 Plot _______________________________________ 4.3 (a) ??? ? ??-=kT E N N n g c i exp 2υ ( )( )( ) 3 19 19 2 113001004.1108.2105?? ? ????=?T ()()?? ????-?3000259.012.1exp T () 3 382330010912.2105.2?? ? ???=?T ()()()()?? ????-?T 0259.030012.1exp By trial and error, 5.367?T K (b) () 252 12 2105.2105?=?=i n ( ) ()()()()?? ????-??? ???=T T 0259.030012.1exp 30010912.23 38 By trial and error, 5.417?T K _______________________________________ 4.4 At 200=T K, ()?? ? ??=3002000259.0kT 017267.0=eV At 400=T K, ()?? ? ??=3004000259.0kT 034533.0=eV ()()()() 172 22102 210025.31040.11070.7200400?=??= i i n n ? ? ????-??????-???? ??? ?? ??=017267.0exp 034533.0exp 3002003004003 3 g g E E ?? ? ???-=034533.0017267.0exp 8g g E E ()[] 9578.289139.57exp 810025.317-=?g E or ()1714.38810025.3ln 9561.2817=??? ? ???=g E or 318.1=g E eV Now ( ) 3 2 1030040010 70.7?? ? ??=?o co N N υ

半导体器件知识点归纳二

三、双极结型晶体管 1、BJT的分类 代表工艺、名称、代表类型 2、偏压与工作状态 各种偏压与所对应的工作状态、模拟电路和数字电路应用 3、少子浓度分布与能带图 各个区的少子浓度分布 均匀基区和缓变基区各种工作状态下的能带图画法 4、放大系数 放大电路的两种基本类型：共基极和共发射极 两种基本类型下的直流短路电流放大系数和静态电流放大系数的定义及其计算 两类放大系数间的关系及其典型范围 5、基区输运系数 基区输运系数的定义及近似计算公式 6、基区渡越时间 基区渡越时间的定义及其计算公式 计算公式中各表达式的物理意义 7、发射结注入效率 发射结注入效率的定义及其计算公式 8、缓变基区晶体管的电流放大系数 自建场因子（基区漂移系数）的概念 缓变基区晶体管的基区输运系数、基区渡越时间、发射结注入效率、电流放大系数与均匀基区大致相同，注意区分即可 9、小电流时放大系数的下降 解释产生该现象的原因 10、发射区重掺杂效应 解释其现象、原因及减轻措施 11、BJT的直流电流电压方程 共基极和共发射极的直流电流电压方程 倒向晶体管的概念 倒向晶体管放大系数比正向晶体管小的多的原因 倒向晶体管和正向晶体管的互易关系 12、BJT的直流输出特性 熟悉集电极电流的推导 共基极和共发射极输出特性图 13、基区宽度调变效应 厄尔利效应产生的现象 厄尔利电压的定义及其计算 减小厄尔利效应的方法 14、BJT反向特性 浮空电势的概念 三种反向电流的定义与测量及他们之间的相互关系（物理图像） 共基极和共发射极接法的雪崩击穿电压的定义及测量

发射结击穿电压 15、基区穿通效应 基区穿通电压的计算 基区穿通效应对BJT反向特性的影响 16、基极电阻 基极电阻的定义 基极电阻的主要组成 方块电阻的定义及其计算 17、大注入效应 稍微了解，基本同PN结 大注入效应对电流放大系数的影响 18、基区扩展效应 基区扩展（Kirk）效应的定义 基区扩展效应对电流放大系数的影响 19、基区输运系数与频率的关系 渡越时间的三个作用 基区输运系数的准确表达式（包括缓变基区） 20、四个主要时间常数 发射结势垒电容充放电时间常数（影响注入效率） 发射结扩散电容充放电时间常数（基区渡越时间，影响基区输运系数） 集电结耗尽区延迟时间 集电结势垒电容经集电区充放电的时间常数 理解定义及物理意义 21、晶体管电流放大系数与频率的关系 共基极和共发射极高频小信号下短路电流放大系数及其截止频率 截止频率的定义 22、高频晶体管特征频率的定义、计算与测量 23、高频小信号电流电压方程 共基极和共射极高频小信号下的电流电压方程，理解公式中各符号意义及其表达式小信号等效电路示意图 24、高频晶体管最大功率增益与最高震荡频率 最大功率增益的定义及计算 高频优值的定义及计算 最高震荡频率的定义及计算 理解的基础上记住公式为主，不要求推导 25、影响特征频率与功率增益的因素 对高频晶体管结构的基本要求：浅结、细线条、无源基区重掺杂、N+沉底上生长N-外延层 第三部分的知识点比较繁多而且是考试重点，在理解内容的基础上多总结，对比各个知识点总结出规律，得出相关结论。

半导体物理与器件实验报告

课程实习报告 HUNAN UNIVERSITY 题目：半导体物理与器件 学生姓名：周强强 学生学号：20100820225 专业班级：通信二班 完成日期：2012.12.22

运行结果截图： 2.2 函数(),cos(2/)V x t x t πλω=-也是经典波动方程的解。令03x λ≤≤，请在同一坐标中 绘出x 的函数(),V x t 在不同情况下的图形。 (1)0;(2)0.25;(3)0.5;(4)0.75;(5)t t t t t ωωπωπωπωπ =====。 3.27根据式（3.79），绘制出0.2()0.2F E E eV -≤-≤范围内，不同温度条件下的费米-狄拉克概率函数：()200,()300,()400a T K b T K c T K ===。

4.3 画出a （）硅，b （）锗，c （）砷化镓在温度范围200600K T K ≤≤内的本征载流子浓度曲线 （采用对数坐标）。

4.46 已知锗的掺杂浓度为15 3a =310 cm N -?，d =0N 。画出费米能级相对于本征费米能级的位 置随温度变化 200600)K T K ≤≤（的曲线。

5.20硅中有效状态密度为 19 3/2c 2.8 10()300T N =? 193/2 1..0410() 300 T N ν=? 设迁移率为 3/2 n =1350300T μ-?? ? ?? 3/2 =480300T ρμ-?? ? ?? 设禁带宽带为g =1.12V E e ，且不随温度变化。画出200600K T K ≤≤范围内，本征电导率随绝对温度T 变化的关系曲线。

半导体物理知识点梳理

半导体物理考点归纳 一· 1.金刚石 1) 结构特点： a. 由同类原子组成的复式晶格。其复式晶格是由两个面心立方的子晶格彼此沿其空间对角线位移1/4的长度形成 b. 属面心晶系，具立方对称性，共价键结合四面体。 c. 配位数为4，较低，较稳定。(配位数：最近邻原子数) d. 一个晶体学晶胞内有4+8*1/8+6*1/2=8个原子。 2) 代表性半导体：IV 族的C ，Si ，Ge 等元素半导体大多属于这种结构。 2.闪锌矿 1) 结构特点： a. 共价性占优势，立方对称性； b. 晶胞结构类似于金刚石结构，但为双原子复式晶格； c. 属共价键晶体，但有不同的离子性。 2) 代表性半导体：GaAs 等三五族元素化合物均属于此种结构。 3.电子共有化运动： 原子结合为晶体时，轨道交叠。外层轨道交叠程度较大，电子可从一个原子运动到另一原子中，因而电子可在整个晶体中运动，称为电子的共有化运动。 4.布洛赫波： 晶体中电子运动的基本方程为： ，K 为波矢，uk(x)为一个与晶格同周期的周期性函数， 5.布里渊区： 禁带出现在k=n/2a 处，即在布里渊区边界上； 允带出现在以下几个区： 第一布里渊区:－1/2a

半导体器件工艺与物理期末必考题材料汇总

半导体期末复习补充材料 一、名词解释 １、准费米能级 费米能级和统计分布函数都是指的热平衡状态，而当半导体的平衡态遭到破坏而存在非平衡载流子时，可以认为分就导带和价带中的电子来讲，它们各自处于平衡态，而导带和价带之间处于不平衡态，因而费米能级和统计分布函数对导带和价带各自仍然是适用的，可以分别引入导带费米能级和价带费米能级，它们都是局部的能级，称为“准费米能级”，分别用E F n、E F p表示。 ２、直接复合、间接复合 直接复合—电子在导带和价带之间直接跃迁而引起电子和空穴的直接复合。 间接复合—电子和空穴通过禁带中的能级（复合中心）进行复合。 ３、扩散电容 PN结正向偏压时，有空穴从P区注入N区。当正向偏压增加时，由P区注入到N区的空穴增加，注入的空穴一部分扩散走了，一部分则增加了N区的空穴积累，增加了载流子的浓度梯度。在外加电压变化时，N扩散区内积累的非平衡空穴也增加，与它保持电中性的电子也相应增加。这种由于扩散区积累的电荷数量随外加电压的变化所产生的电容效应，称为P-N结的扩散电容。用CD表示。 4、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。 1、PN结电容可分为扩散电容和过渡区电容两种，它们之间的主要区别在于 扩散电容产生于过渡区外的一个扩散长度范围内，其机理为少子的充放 电，而过渡区电容产生于空间电荷区，其机理为多子的注入和耗尽。 2、当MOSFET器件尺寸缩小时会对其阈值电压V T产生影响，具体地，对 于短沟道器件对V T的影响为下降，对于窄沟道器件对V T的影响为上升。 3、在NPN型BJT中其集电极电流I C受V BE电压控制，其基极电流I B受V BE 电压控制。 4、硅-绝缘体SOI器件可用标准的MOS工艺制备，该类器件显著的优点是 寄生参数小，响应速度快等。 5、PN结击穿的机制主要有雪崩击穿、齐纳击穿、热击穿等等几种，其中发 生雪崩击穿的条件为V B>6E g/q。 6、当MOSFET进入饱和区之后，漏电流发生不饱和现象，其中主要的原因 有沟道长度调制效应，漏沟静电反馈效应和空间电荷限制效应。 二、简答题 1、发射区重掺杂效应及其原因。 答：发射区掺杂浓度过重时会引起发射区重掺杂效应，即过分加重发射区掺杂不但不能提高注入效率γ，反而会使其下降。 原因：发射区禁带宽度变窄和俄歇复合效应增强

半导体物理学第七章知识点

第7章 金属－半导体接触 本章讨论与pn 结特性有很多相似之处的金－半肖特基势垒接触。金－半肖特基势垒接触的整流效应是半导体物理效应的早期发现之一： §7.1金属半导体接触及其能级图 一、金属和半导体的功函数 1、金属的功函数 在绝对零度，金属中的电子填满了费米能级E F 以下的所有能级，而高于E F 的能级则全部是空着的。在一定温度下，只有E F 附近的少数电子受到热激发，由低于E F 的能级跃迁到高于E F 的能级上去，但仍不能脱离金属而逸出体外。要使电子从金属中逸出，必须由外界给它以足够的能量。所以，金属中的电子是在一个势阱中运动，如图7-1所示。若用E 0表示真空静 止电子的能量，金属的功函数定义为E 0与E F 能量之差，用W m 表示： FM M E E W -=0 它表示从金属向真空发射一个电子所需要的最小能量。W M 越大，电子越不容易离开金属。 金属的功函数一般为几个电子伏特，其中，铯的最低，为1.93eV ；铂的最高，为5.36 eV 。图7-2给出了表面清洁的金属的功函数。图中可见，功函数随着原子序数的递增而周期性变化。 2、半导体的功函数 和金属类似，也把E 0与费米能级之差称为半导体的功函数，用W S 表示，即 FS S E E W -=0 因为E FS 随杂质浓度变化，所以W S 是杂质浓度的函数。 与金属不同，半导体中费米能级一般并不是电子的最高能量状态。如图7-3所示，非简并半导体中电子的最高能级是导带底E C 。E C 与E 0之间的能量间隔 C E E -=0χ 被称为电子亲合能。它表示要使半导体导带底的电子逸出体外所需要的最小能量。 利用电子亲合能，半导体的功函数又可表示为 )(FS C S E E W -+=χ 式中，E n =E C －E FS 是费米能级与导带底的能量差。 图7-1 金属中的电子势阱 图7－2 一些元素的功函数及其原子序数 图7-3 半导体功函数和电子亲合能

半导体物理知识归纳及习题讲解

半导体物理 绪 论 一、什么是半导体 导体 半导体 绝缘体 电导率ρ <3 10- 93 10~10 - 910> cm ?Ω 此外，半导体还有以下重要特性 1、 温度可以显著改变半导体导电能力 例如：纯硅（Si ） 若温度从ο 30C 变为C ο 20时，ρ增大一倍 2、 微量杂质含量可以显著改变半导体导电能力 例如：若有100万硅掺入1个杂质（P . Be ）此时纯度99.9999% ，室温（C ο 27 300K ）时，电阻率由214000Ω降至0.2Ω 3、 光照可以明显改变半导体的导电能力 例如：淀积在绝缘体基片上（衬底）上的硫化镉（CdS ）薄膜，无光照时电阻（暗电阻）约为几十欧姆，光照时电阻约为几十千欧姆。 另外，磁场、电场等外界因素也可显著改变半导体的导电能力。 综上： ● 半导体是一类性质可受光、热、磁、电，微量杂质等作用而改变其性质的材料。 二、课程内容 本课程主要解决外界光、热、磁、电，微量杂质等因素如何影响半导体性质的微观机制。 预备知识——化学键的性质及其相应的具体结构 晶体：常用半导体材料Si Ge GaAs 等都是晶体 固体 非晶体：非晶硅（太阳能电池主要材料） 晶体的基本性质：固定外形、固定熔点、更重要的是组成晶体的原子（离子）在较大范围里 （6 10-m ）按一定方式规则排列——称为长程有序。 单晶：主要分子、原子、离子延一种规则摆列贯穿始终。 多晶：由子晶粒杂乱无章的排列而成。 非晶体：没有固定外形、固定熔点、内部结构不存在长程有序，仅在较小范围（几个原子距） 存在结构有序——短程有序。 §1 化学键和晶体结构 1、 原子的负电性 化学键的形成取决于原子对其核外电子的束缚力强弱。 电离能：失去一个价电子所需的能量。 亲和能：最外层得到一个价电子成为负离子释放的能量。(ⅡA 族和氧除外) 原子负电性=（亲和能+电离能）18.0? （Li 定义为1） ● 负电性反映了两个原子之间键合时最外层得失电子的难易程度。

半导体物理学第八章知识点

第8章 半导体表面与MIS 结构 许多半导体器件的特性都和半导体的表面性质有着密切关系，例如，晶体管和集成电路的工作参数及其稳定性在很大程度上受半导体表面状态的影响；而MOS 器件、电荷耦合器件和表面发光器件等，本就是利用半导体表面效应制成的。因此．研究半导体表面现象，发展相关理论，对于改善器件性能，提高器件稳定性，以及开发新型器件等都有着十分重要的意义。 §8.1 半导体表面与表面态 在第2章中曾指出，由于晶格不完整而使势场的周期性受到破坏时，禁带中将产生附加能级。达姆在1932年首先提出：晶体自由表面的存在使其周期场中断，也会在禁带中引入附加能级。实际晶体的表面原子排列往往与体内不同，而且还存在微氧化膜或附着有其他分子和原子，这使表面情况变得更加复杂。因此这里先就理想情形，即晶体表面无缺陷和附着物的情形进行讨论。 一、理想一维晶体表面模型及其解 达姆采用图8-l 所示的半无限克龙尼克—潘纳模型描述具有单一表面的一维晶体。图中x ＝0处为晶体表面；x ≥0的区域为晶体内部，其势场以a 为周期随x 变化；x ≤0的区域表示晶体之外，其中的势能V 0为一常数。在此半无限周期场中，电子波函数满足的薛定谔方程为 )0(20202≤=+-x E V dx d m φφφη (8-1) )0()(2202≥=+-x E x V dx d m φφφη (8-2) 式中V (x)为周期场势能函数，满足V (x +a )=V(x )。 对能量E ＜V 0的电子，求解方程(8-1)得出这些 电子在x ≤0区域的波函数为 ])(2ex p[)(001x E V m A x η -=φ (8-3) 求解方程(8-2)，得出这些电子在x ≥0区域中波函数的一般解为 kx i k kx i k e x u A e x u A x ππφ22212)()()(--+= (8-4) 当k 取实数时，式中A 1和A 2可以同时不为零，即方程(8-2)满足边界条件φ1(0)=φ2(0)和φ1'(0)=φ2'(0)的解也就是一维无限周期势场的解，这些解所描述的就是电子在导带和价带中的允许状态。 但是，当k 取复数k =k '+ik ''时（k '和k ''皆为实数），式(8-4)变成 x k x k i k x k x k i k e e x u A e e x u A x '''--''-'+=ππππφ2222212)()()( (8-5) 此解在x→∞或-∞时总有一项趋于无穷大，不符合波函数有限的原则，说明无限周期势场不能有复数解。但是，当A 1和A 2任有一个为零，即考虑半无限时，k 即可取复数。例如令A 2＝0，则 x k x k i k e e x u A x ''-'=ππφ2212)()( (8-6) 图8-l 一维半无限晶体的势能函数

半导体物理与器件第四版课后习题答案

Chapter 3 3、1 If were to increase, the bandgap energy would decrease and the material would begin to behave less like a semiconductor and more like a metal、 If were to decrease, the bandgap energy would increase and the material would begin to behave more like an insulator、 _______________________________________ 3、2 Schrodinger's wave equation is: Assume the solution is of the form: Region I: 、 Substituting the assumed solution into the wave equation, we obtain: which bees This equation may be written as Setting for region I, the equation bees: where Q、E、D、 In Region II, 、 Assume the same form of the solution: Substituting into Schrodinger's wave equation, we find: This equation can be written as: Setting for region II, this equation bees where again Q、E、D、 _______________________________________ 3、3 We have Assume the solution is of the form: The first derivative is and the second derivative bees Substituting these equations into the differential equation, we find bining terms, we obtain We find that Q、E、D、 For the differential equation in and the proposed solution, the procedure is exactly the same as above、 _______________________________________ 3、4 We have the solutions for and for 、 The first boundary condition is which yields The second boundary condition is which yields The third boundary condition is which yields

半导体器件附答案

第一章、半导体器件（附答案） 一、选择题 1．PN 结加正向电压时，空间电荷区将 ________ A. 变窄 B. 基本不变 C. 变宽 2．设二极管的端电压为 u ，则二极管的电流方程是 ________ A. B. C. 3．稳压管的稳压是其工作在 ________ A. 正向导通 B. 反向截止 C. 反向击穿区 4．V U GS 0=时，能够工作在恒流区的场效应管有 ________ A. 结型场效应管 B. 增强型 MOS 管 C. 耗尽型 MOS 管 5．对PN 结增加反向电压时，参与导电的是 ________ A. 多数载流子 B. 少数载流子 C. 既有多数载流子又有少数载流子 6．当温度增加时，本征半导体中的自由电子和空穴的数量 _____ A. 增加 B. 减少 C. 不变 7．用万用表的 R × 100 Ω档和 R × 1K Ω档分别测量一个正常二极管的正向电阻，两次测 量结果 ______ A. 相同 B. 第一次测量植比第二次大 C. 第一次测量植比第二次小 8．面接触型二极管适用于 ____ A. 高频检波电路 B. 工频整流电路 9．下列型号的二极管中可用于检波电路的锗二极管是： ____ A. 2CZ11 B. 2CP10 C. 2CW11 D.2AP6 10．当温度为20℃时测得某二极管的在路电压为V U D 7.0=。若其他参数不变，当温度上 升到40℃，则D U 的大小将 ____ A. 等于 0.7V B. 大于 0.7V C. 小于 0.7V 11．当两个稳压值不同的稳压二极管用不同的方式串联起来，可组成的稳压值有 _____ A. 两种 B. 三种 C. 四种 12．在图中，稳压管1W V 和2W V 的稳压值分别为6V 和7V ，且工作在稳压状态，由此可知输 出电压O U 为 _____ A. 6V B. 7V C. 0V D. 1V

半导体物理与器件基础知识

9金属半导体与半导体异质结 一、肖特基势垒二极管 欧姆接触：通过金属-半导体的接触实现的连接。接触电阻很低。 金属与半导体接触时，在未接触时，半导体的费米能级高于金属的费米能级，接触后，半导体的电子流向金属，使得金属的费米能级上升。之间形成势垒为肖特基势垒。 在金属与半导体接触处，场强达到最大值，由于金属中场强为零，所以在金属——半导体结的金属区中存在表面负电荷。 影响肖特基势垒高度的非理想因素：肖特基效应的影响，即势垒的镜像力降低效应。金属中的电子镜像到半导体中的空穴使得半导体的费米能级程下降曲线。附图： 电流——电压关系：金属半导体结中的电流运输机制不同于pn结的少数载流子的扩散运动决定电流，而是取决于多数载流子通过热电子发射跃迁过内建电势差形成。附肖特基势垒二极管加反偏电压时的I-V曲线：反向电流随反偏电压增大而增大是由于势垒降低的影响。 肖特基势垒二极管与Pn结二极管的比较：1.反向饱和电流密度（同上），有效开启电压低于Pn结二极管的有效开启电压。2.开关特性肖特基二极管更好。应为肖特基二极管是一个多子导电器件，加正向偏压时不会产生扩散电容。从正偏到反偏时也不存在像Pn结器件的少数载流子存储效应。 二、金属-半导体的欧姆接触 附金属分别与N型p型半导体接触的能带示意图 三、异质结：两种不同的半导体形成一个结 小结：1.当在金属与半导体之间加一个正向电压时，半导体与金属之间的势垒高度降低，电子很容易从半导体流向金属，称为热电子发射。 2.肖特基二极管的反向饱和电流比pn结的大，因此达到相同电流时，肖特基二极管所需的反偏电压要低。 10双极型晶体管 双极型晶体管有三个掺杂不同的扩散区和两个Pn结，两个结很近所以之间可以互相作用。之所以成为双极型晶体管，是应为这种器件中包含电子和空穴两种极性不同的载流子运动。 一、工作原理 附npn型和pnp型的结构图 发射区掺杂浓度最高，集电区掺杂浓度最低 附常规npn截面图 造成实际结构复杂的原因是：1.各端点引线要做在表面上，为了降低半导体的电阻，必须要有重掺杂的N+型掩埋层。2.一片半导体材料上要做很多的双极型晶体管，各自必须隔离，应为不是所有的集电极都是同一个电位。 通常情况下，BE结是正偏的，BC结是反偏的。称为正向有源。附图： 由于发射结正偏，电子就从发射区越过发射结注入到基区。BC结反偏，所以在BC结边界，理想情况下少子电子浓度为零。 附基区中电子浓度示意图： 电子浓度梯度表明，从发射区注入的电子会越过基区扩散到BC结的空间电荷区，

第1章 半导体器件习题及答案教学总结

第1章半导体器件习题及答案

第1章半导体器件 一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错) 1、P型半导体可通过在本半导体中掺入五价磷元素而获得。（） 2、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。（） 3、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。（） 4、P型半导体带正电，N型半导体带负电。（） 5、N型半导体的多数载流子是电子，所以它带负电。（） 6、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。（） 7、半导体中的空穴的移动是借助于邻近价电子与空穴复合而移动的。（） 8、施主杂质成为离子后是正离子。（） 9、受主杂质成为离子后是负离子。（） 10、PN结中的扩散电流是载流子在电场作用下形成的。（） 11、漂移电流是少数载流子在内电场作用下形成的。（） 12、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。（） 13、PN结在无光照、无外加电压时，结电流为零。（） 14、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。（） 15、通常的BJT管在集电极和发射极互换使用时，仍有较大的电流放大作用。（） 16、有人测得某晶体管的U BE=0.7V，I B=20μA，因此推算出 r be=U BE/I B=0.7V/20μA=35kΩ。（） 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1

仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢2 17、有人测得晶体管在U BE =0.6V ，I B =5μA ，因此认为在此工作点上的r be 大约为26mV/I B =5.2kΩ。（ ） 18、有人测得当U BE =0.6V ，I B =10μA 。考虑到当U BE =0V 时I B =0因此推算得到 0.6060()100 BE be B U r k I ?-===Ω?- （ ） 二、选择题 (注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论) . 1、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 2、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 3、半导体中的载流子为_________。 A.电子 B.空穴 C.正离子 D.电子和空穴 4、N 型半导体中的多子是_________。A.电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子 5、P 型半导体中的多子是_________。A.电子 B.空穴 C.正离子 D.负离子 6、在杂质半导体中，多数载流子的浓度主要取决于 ，而少数载流子的浓度则与 有 很大关系。 A. 温度 B. 掺杂工艺 C. 杂质浓度 C. 晶体缺陷 7、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 。 A.大于 B.小于 C.等于 D.变宽 E.变窄 F.不变 8、二极管正向电压从0.7V 增大15%时，流过的电流增大_______。（A 1．15% B 1．大于