2025年大三（微电子科学与工程）半导体器件物理测试卷

2025年大三（微电子科学与工程）半导体器件物理测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共8题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.对于半导体中的载流子，以下说法正确的是（）A.电子和空穴都参与导电B.只有电子参与导电C.只有空穴参与导电D.电子和空穴都不参与导电2.半导体的本征激发是指（）A.价带电子跃迁到导带形成电子和空穴对B.导带电子跃迁到价带C.杂质原子提供载流子D.光激发产生载流子3.当温度升高时，半导体的导电能力（）A.增强B.减弱C.不变D.先增强后减弱4.以下哪种半导体材料是间接带隙半导体（）A.硅B.锗C.砷化镓D.以上都不是5.对于PN结，以下说法错误的是（）A.具有单向导电性B.存在内建电场C.空间电荷区只有电子D.平衡时扩散电流和漂移电流相等6.当PN结外加正向电压时，以下描述正确的是（）A.空间电荷区变宽B.扩散电流大于漂移电流C.只有漂移电流D.只有扩散电流7.二极管的伏安特性曲线中，正向导通时的电压降一般为（）A.0.1V左右B.0.3V左右C.0.7V左右D.1V左右8.三极管工作在放大区时，其发射结和集电结的偏置情况是（）A.发射结正偏，集电结反偏B.发射结反偏，集电结正偏C.发射结和集电结都正偏D.发射结和集电结都反偏第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（每题5分，共20分）1.半导体中载流子的迁移率与________和________有关。2.杂质半导体分为________和________两种类型。3.PN结的击穿现象分为________和________两种。4.三极管的三个电极分别是________、________和________。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述半导体中载流子的产生和复合过程。2.说明PN结的单向导电性原理。四、分析题（20分）材料：有一个由硅制成的PN结二极管，已知其反向饱和电流为10^-12A，当外加正向电压为0.6V时，求通过二极管的电流。（硅二极管的热电压UT约为0.026V）五、设计题（20分）设计一个简单的共发射极放大电路，要求画出电路图，并说明各元件的作用。答案：一、选择题1.A2.A3.A4.A5.C6.B7.C8.A二、填空题1.杂质浓度、温度2.N型半导体、P型半导体3.雪崩击穿、齐纳击穿4.发射极、基极、集电极三、简答题1.半导体中载流子的产生主要有本征激发和杂质电离。本征激发是价带电子跃迁到导带形成电子和空穴对；杂质电离是杂质原子提供载流子。载流子的复合过程有电子与空穴的直接复合以及通过复合中心的间接复合。2.PN结具有单向导电性是因为其存在内建电场。当外加正向电压时，内建电场被削弱，扩散电流大于漂移电流，PN结导通；当外加反向电压时，内建电场增强，漂移电流大于扩散电流，PN结截止。四、分析题根据二极管的电流公式I=Is(exp(V/UT)-1)，其中Is为反向饱和电流，V为外加电压，UT为热电压。已知Is=10^-12A，V=0.6V，UT=0.026V，代入公式可得I=10^-12(exp(0.6/0.026)-1)≈0.12mA。五、设计题电路图：电源VCC通过电阻Rb连接三极管基极，基极与发射极之间接电阻Re，集电极通过电阻