§2.1 半导体基础知识习题--2018-4-10.doc

2.1 半导体基础知识习题复习题.第2章2.1半导体基础知识习题 【课程考核内容】1、半导体类型及其导电的特点，2.1 半导体基础知识2.1.1. 导体、绝缘体和半导体1、自然界的物质，就其导电性能，大致分为三类：导体，绝缘体，半导体。导体：自然界中很容易导电的物质称为导体，金属一般都是导体，如银、铜、铝、铁等金属等低价元素，其最外层电子在外电场作用下很容易产生定向移动，形成电流。绝缘体：有的物质几乎不导电，称为绝缘体，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。其原子的最外层电子受原子核的束缚力很强。 半导体：另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为半导体，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。硅（Si）、锗（Ge），均为四价元素，它们原子的最外层电子受原子核的束缚力介于导体与绝缘体之间。2、半导体导电性能有如下两个显著特点：（1）参杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力和内部结构发生变化。（2）敏感性：当受外界热和光的作用时，导电能力明显变化。2.1.2 半导体类型及其导电性能1、半导体类型：半导体材料可按化学组成，可分为元素半导体（锗Ge，硅Si等 ）和化合物半导体（砷化镓GaAs）；按其是否含有杂质，可分为本征半导体和杂质半导体；按其导电类型可分为N型半导体和P型半导体；按其载流子类型可分为电子型半导体和离子型半导体。2、单晶体和多晶体：日常所见到的固体分为非晶体和晶体两大类，只有单晶结构的半导体才适合制作半导体器件。 3. 本征半导体：不含任何杂质的单晶半导体，称为本征半导体。在常温下，本征半导体只要得到一定的外界能量，有少数价电子就能挣脱共价键和原子核对它的束缚，从而成为自由电子，同时在原来的位置中留下一个空位，称为空穴。本征半导体受热或得到其它能量而激发出电子-空穴对的现象称为本征激发。本征激发后，产生一个自由电子的同时，也就产生一个空穴，在本征半导体中，自由电子和空穴是成对出现的，常称为电子-空穴对。在电场作用下能作定向运动的带电粒子所以把它们统称为载流子。所以，热激发后本征半导体将产生两种载流子，电子和空穴。4. N型半导体(Negative)：N型半导体符号为Negative负的含义，由于电子带负电，故得此名。在本征半导体硅或锗的晶体内掺入微量的五价元素杂质，如磷，锑等，就形成了N型半导体。N型半导体中自由电子占绝大多数，自由电子为其多数载流子，空穴则为少数载流子。5P型半导体：P型半导体为Positive正的含义，由于空穴带正电，故得此名。在本征半导体中掺进微量的三价元素，如硼，就构成了P型半导体。在P型半导体中，空穴数远大于自由电子数，空穴为多数载流子，而自由电子为少数载流子。2.1.3 PN结及其单向导电性经过特殊的工艺加工，将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面处就会出现一个具有特殊物理现象的极薄区域，称它为PN结。 当P型半导体与N型半导体结合在一起时，在交界面的两侧形成一个空间电荷区，这就是PN结，也称阻挡层，耗尽层。2.PN结的单向导电性 (1)加正向电压PN结导通：PN结两端加正向电压时，即P区接电源正极，N区接电源负极，此时在外电场的作用之下，PN结空间电荷区变窄， 耗尽层变窄， PN结正向电阻小， PN结外加正向电压时处于导通状态，又称正向偏置，简称正偏。(2)加反向电压PN结截止给PN结加反向电压时，外加电场的方向与内电场的方向相同，因而加强了内电场的作用，使势垒加高，也就是使PN结的阻挡层变宽，PN结反向电阻大，PN结截止。掌握【结论】从上述可知， PN结加正向电压时，PN结导通；加反向电压时，PN结截止。这种特性称为PN结的单向导电性。2.1半导体基础知识自测题一、填空题1、自然界的物质，就其导电性能，大致分为三类：导体， ， 。2、自然界中很容易导电的物质称为 ，金属一般都是导体，如银、铜、铁等金属。3、有的物质几乎不导电，称为 ，如橡皮、陶瓷、塑料和石英。 4、另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间，称为 ，如锗、硅、砷化镓和一些硫化物、氧化物等。 5、半导体导电性能有如下两个显著特点：（1） ：往纯净的半导体中掺入某些杂质，会使它的导电能力和内部结构发生变化。（2） ：当受外界热和光的作用时，它的导电能力明显变化。6、半导体类型：半导体材料可按化学组成，可分为元素半导体（锗Ge，硅Si等）和 物半导体（砷化镓GaAs）；按其是否含有杂质，可分为本征半导体和 半导体；按其导电类型可分为N型半导体和 型半导体；按其载流子类型可分为电子型半导体和 型半导体。7、完全纯净的、不含其他杂质且具有晶体结构的半导体称为 半导体。 8、本征半导体受热或得到其它能量而激发出电子-空穴对的现象称为 。 9、在电场作用下能作定向运动的带电粒子所以把它们统称为 ，10、半导体中有两种载流子即电子和 。11、本征半导体中，自由电子和空穴总是成对出现，称为 。12、半导体中两种载流子：带负电的 和带正电的 13、杂质半导体有两种 ：N 型半导体和 型半导体。14、在本征半导体硅或锗的晶体内掺入微量的五价元素杂质，如磷，锑等，就形成 型半导体。15、N 型半导体 称为多数载流子(简称多子)， 称为少数载流子(简称少子)。16、在本征半导体中掺进微量的 价元素，如硼，就构成了P型半导体。17、P 型半导体 为多数载流子， 为少数载流子。18. 杂质半导体总体上保持电 性。19、将P型半导体和N型半导体紧密地结合在一起，则在两种半导体的交界面处就会出现一个具有特殊物理现象的极薄区域，称它为 结。20. P型半导体和N型半导体在交界面的两侧形成一个 区，这就是PN结，也称 层，耗尽层。21、PN结两端加正向电压时，即P区接电源 极，N区接电源 极22、PN结两端加正向电压时，PN结空间电荷区变 ，PN结正向电阻 23、PN结两端加反向电压时，PN结空间电荷区变 ，PN结反向电阻 24、PN结加正向电压时，PN结导通；加反向电压时，PN结截止。这种特性称为PN结的 性。25、PN结加正向电压时，PN结 ；加反向电压时，PN结 。这种特性称为PN结的单向导电性。二、选择题1. PN结的单向导电性是指( )。 A加正向电压导通，加反向电压截止 B加正向电压截止，加反向电压导通C加正向电压导通，加反向电压导通 D加正向电压截止加反向电压截止2. P型半导体中，( )是多数载流子。 A空穴 B电子 C电子和空穴3. N型半导