上海2025自考[大功率半导体科学]半导体物理高频题考点.docxVIP

第PAGE页共NUMPAGES页

上海2025自考[大功率半导体科学]半导体物理高频题(考点)

一、单选题（共10题，每题2分）

1.在半导体中，载流子的产生和复合主要与下列哪个物理过程有关？

A.能带结构

B.晶格振动

C.化学键

D.磁场作用

2.N型半导体的多数载流子是？

A.电子

B.空穴

C.两者皆有

D.两者皆无

3.PN结在正向偏置时，其耗尽层会发生什么变化？

A.展宽

B.收缩

C.不变

D.消失

4.半导体中，满带和导带之间的能量间隙称为？

A.禁带宽度

B.晶格能

C.费米能级

D.功函数

5.当温度升高时，半导体的电阻率会如何变化？

A.增大

B.减小

C.不变

D.先增大后减小

6.在半导体器件中，掺杂剂的作用是？

A.改变能带结构

B.增加载流子浓度

C.提高电阻率

D.减小禁带宽度

7.肖克利二极管方程中，反向饱和电流主要与哪个因素有关？

A.温度

B.电场强度

C.掺杂浓度

D.耗尽层宽度

8.当光照照射到半导体上时，会产生什么效应？

A.光电效应

B.霍尔效应

C.塞贝克效应

D.热电效应

9.半导体的能带结构中，导带底和价带顶的对称性称为？

A.时间反演对称性

B.空间反演对称性

C.倒易空间对称性

D.能量对称性

10.在半导体中，载流子的迁移率主要受哪个因素影响？

A.温度

B.掺杂浓度

C.晶格缺陷

D.以上皆是

二、多选题（共5题，每题3分）

1.以下哪些因素会影响半导体的禁带宽度？

A.温度

B.晶格常数

C.掺杂浓度

D.压强

E.材料种类

2.PN结的反向偏置特性包括哪些？

A.耗尽层展宽

B.微小电流流过

C.电势垒升高

D.结电容减小

E.电荷积累

3.半导体的载流子产生机制包括哪些？

A.热激发

B.光照激发

C.掺杂

D.电场激励

E.离子注入

4.以下哪些属于半导体的基本物理性质？

A.能带结构

B.载流子浓度

C.迁移率

D.电阻率

E.耗尽层特性

5.半导体器件中，掺杂剂的作用有哪些？

A.改变电导率

B.形成PN结

C.提高热稳定性

D.增强量子效率

E.降低制造成本

三、判断题（共10题，每题1分）

1.半导体的能带结构中，导带和价带之间必须存在禁带。（√）

2.N型半导体的多数载流子是空穴。（×）

3.PN结的正向偏置时，耗尽层会收缩。（√）

4.温度升高会减小半导体的禁带宽度。（×）

5.半导体的载流子迁移率与电场强度成正比。（×）

6.掺杂可以提高半导体的电阻率。（×）

7.光照可以增加半导体的载流子浓度。（√）

8.肖克利二极管方程适用于所有半导体器件。（×）

9.半导体的能带结构具有时间反演对称性。（√）

10.半导体的多数载流子浓度等于少数载流子浓度。（×）

四、简答题（共5题，每题5分）

1.简述半导体的能带结构及其对导电性的影响。

答案要点：半导体的能带结构包括满带、价带和导带，导带和价带之间存在禁带。导电性取决于载流子在导带和价带中的分布，温度升高或掺杂可以增加载流子浓度，从而提高电导率。

2.解释PN结的形成原理及其单向导电性。

答案要点：PN结由P型和N型半导体接触形成，由于浓度差导致电子和空穴扩散，形成耗尽层和电势垒。正向偏置时，电势垒降低，电流增大；反向偏置时，电势垒升高，只有微小电流。

3.简述半导体的载流子产生和复合机制。

答案要点：载流子产生主要来自热激发（温度升高使电子跃迁到导带）和光照激发（光子能量大于禁带宽度时产生电子-空穴对）。复合主要通过Shockley-Read-Hall（SRH）复合、辐射复合等机制进行。

4.解释半导体的掺杂对其电学性质的影响。

答案要点：掺杂可以增加半导体的载流子浓度，N型掺杂增加电子浓度，P型掺杂增加空穴浓度。掺杂浓度越高，电导率越大，电阻率越低。

5.简述半导体的迁移率及其影响因素。

答案要点：迁移率指载流子在电场作用下的平均漂移速度，受温度、掺杂浓度、晶格缺陷等因素影响。温度升高或掺杂浓度增加通常会降低迁移率。

五、计算题（共3题，每题10分）

1.已知某半导体的禁带宽度为1.12eV，计算在300K时，电子从价带跃迁到导带的平均能量。

解：电子跃迁所需能量等于禁带宽度，即1.12eV。

2.一个PN结的耗尽层宽度为10μm，计算在反向偏置电压为5V时，耗尽层宽度的变化量。

解：耗尽层宽度与偏置电压成正比，变化量取决于半导体的介电常数和掺杂浓度（具体公式略）。

3.一个N型半导体的载流子浓度为1×1021/cm3，计算在室温（300K）时的电导率，假设电子迁移率为140c