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江西2025自考[大功率半导体科学]半导体物理考前冲刺练习题

一、单选题（共10题，每题2分，共20分）

1.在半导体中，载流子的产生与复合主要依赖于下列哪个物理过程？

A.辐射跃迁

B.本征激发

C.光电效应

D.外加电场

2.纯净的硅晶体在室温下的主要载流子类型是？

A.电子和空穴

B.只有电子

C.只有空穴

D.无载流子

3.当杂质浓度超过一定值时，半导体的导电类型主要由哪种杂质决定？

A.掺杂浓度

B.杂质种类

C.温度

D.晶体结构

4.PN结形成的根本原因是？

A.内部电场

B.扩散运动

C.漂移运动

D.热平衡状态

5.在正向偏置下，PN结的扩散电流主要是由什么载流子形成的？

A.电子

B.空穴

C.电子和空穴共同作用

D.金属离子

6.半导体中，能带理论的主要解释对象是？

A.介电常数

B.能量分布

C.磁场效应

D.晶体缺陷

7.晶体管的放大作用主要基于什么原理？

A.齐纳击穿

B.耗尽层

C.电流放大

D.非线性特性

8.MOS管的阈值电压主要受哪种因素影响？

A.晶体管尺寸

B.栅极材料

C.衬底掺杂浓度

D.电压偏置

9.半导体中，复合速率增加会导致什么现象？

A.载流子寿命缩短

B.扩散电流增大

C.晶体电阻率降低

D.PN结反向漏电流减小

10.温度升高对半导体的电导率有何影响？

A.电导率降低

B.电导率不变

C.电导率升高

D.电导率先升高后降低

二、多选题（共5题，每题3分，共15分）

1.半导体中，本征激发的主要条件包括？

A.吸收热能

B.外加电场

C.光照

D.杂质作用

E.晶体缺陷

2.PN结反向偏置时的主要特性有？

A.扩散电流消失

B.漏电流增大

C.势垒高度增加

D.电场增强

E.结电容减小

3.半导体器件的能带结构中，导带和价带的主要区别是？

A.能量范围

B.载流子类型

C.宽度

D.离子化能

E.晶格振动

4.MOSFET器件的工作状态包括？

A.关断状态

B.导通状态

C.饱和状态

D.击穿状态

E.线性状态

5.半导体材料中，掺杂的作用包括？

A.改变导电类型

B.调整能带结构

C.增加载流子浓度

D.提高晶体缺陷

E.降低材料成本

三、判断题（共10题，每题1分，共10分）

1.半导体中的空穴是带正电荷的载流子。（√）

2.PN结的正向偏置电压越大，扩散电流越小。（×）

3.本征半导体的电导率主要受温度影响。（√）

4.晶体管的放大作用依赖于PN结的电容效应。（×）

5.MOS管的栅极电压越高，其阈值电压越大。（×）

6.半导体中的复合主要发生在能带隙中。（√）

7.温度升高会缩短半导体的载流子寿命。（×）

8.PN结的反向漏电流主要来源于扩散电流。（×）

9.能带理论可以解释半导体的导电性和绝缘性差异。（√）

10.掺杂浓度过高会导致半导体的电导率降低。（×）

四、简答题（共4题，每题5分，共20分）

1.简述半导体中本征激发的过程及其影响因素。

2.解释PN结在正向偏置和反向偏置时的工作原理。

3.简述MOSFET器件的基本结构及其工作机制。

4.半导体材料的掺杂有哪些类型？各自对电导率有何影响？

五、计算题（共2题，每题10分，共20分）

1.已知硅的本征载流子浓度n_i=1.5×101?cm?3，掺杂磷原子浓度N_D=5×101?cm?3。计算该N型硅在室温（300K）下的平衡电子浓度和空穴浓度。（设kT/q=0.0259V）

2.一个PN结的耗尽层宽度W=2μm，反向偏置电压V_B=5V。若硅的介电常数ε=11.7ε?，电子质量m_n=9.11×10?31kg，q=1.6×10?1?C。计算该PN结的耗尽层电场强度。

六、论述题（1题，15分）

结合江西半导体产业的发展现状，论述半导体物理知识在功率器件设计中的应用价值。

答案与解析

一、单选题

1.B（本征激发是半导体的基本载流子产生机制）

2.A（纯净硅在室温下为本征半导体，存在少量电子和空穴）

3.B（杂质浓度超过本征浓度时，N型或P型杂质主导导电性）

4.B（PN结由载流子扩散形成内建电场）

5.C（正向偏置时，电子和空穴均向PN结扩散形成电流）

6.B（能带理论解释半导体电子能量分布）

7.C（晶体管通过控制基极电流实现放大）

8.C（衬底掺杂浓度直接影响阈值电压）

9.A（复合速率增加导致载流子寿命缩短）

10.C（温度升高促进本征激发，电导率增加）

二、多选题

1.A,B,C（本征激发需热能、电