2025年大四（新能源材料与器件）半导体材料考核题

2025年大四（新能源材料与器件）半导体材料考核题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种材料不属于半导体材料？A.硅B.锗C.铜D.砷化镓2.半导体材料的导电性能介于A.导体和绝缘体之间B.超导体和导体之间C.绝缘体和超导体之间D.以上都不对3.硅半导体材料中，主要的载流子是A.电子B.空穴C.电子和空穴D.离子4.半导体材料的禁带宽度与下列哪种因素有关？A.材料的温度B.材料的纯度C.材料的晶体结构D.以上都是5.当半导体材料受到光照时，会产生A.电子-空穴对B.自由电子C.空穴D.离子6.以下哪种半导体器件利用了半导体的光电效应？A.二极管B.三极管C.太阳能电池D.场效应管7.半导体材料的掺杂可以A.改变其导电类型B.提高其导电性能C.改变其禁带宽度D.以上都是8.硅半导体材料的晶体结构属于A.面心立方B.体心立方C.金刚石结构D.六方结构9.半导体材料的迁移率与下列哪种因素有关？A.载流子浓度B.温度C.电场强度D.以上都是10.以下哪种半导体材料常用于制造高速集成电路？A.硅B.锗C.砷化镓D.碳化硅第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10个空，每空2分。请将答案填写在相应的横线上。11.半导体材料按化学成分可分为______和______。12.半导体材料的本征载流子浓度与______有关。13.半导体二极管的主要特性是______和______。14.半导体三极管有______、______和______三个电极。15.场效应管是利用______来控制漏极电流的。16.半导体材料的光电导效应是指材料在光照下______的现象。17.太阳能电池是基于半导体的______效应工作的。18.半导体材料的掺杂类型有______和______。19.硅半导体材料的禁带宽度约为______eV。20.半导体材料的迁移率单位是______。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。21.简述半导体材料的导电机制。22.说明半导体二极管的单向导电性原理。23.半导体三极管有哪些主要作用？24.简述场效应管的工作原理。四、材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某半导体材料在不同温度下的导电性能测试结果如下：随着温度升高，其电阻逐渐减小。当温度达到一定值后，电阻减小的趋势变缓。25.请分析该半导体材料电阻随温度变化的原因。（5分）26.这种电阻随温度变化的特性对半导体器件的应用有何影响？（5分）27.如何利用该特性来设计一个温度传感器？（5分）五、论述题（共15分）答题要求：本大题共1小题。请结合所学知识，论述半导体材料在新能源领域的重要作用。28.请详细阐述半导体材料在新能源领域的重要作用，包括但不限于太阳能电池、新能源汽车电池等方面。（15分）答案：1.C2.A3.C4.D5.A6.C7.D8.C9.D10.C11.元素半导体、化合物半导体12.温度13.单向导电性、反向截止性14.发射极、基极、集电极15.电场16.电导率增加17.光伏18.N型掺杂、P型掺杂19.1.1220.cm²/(V·s)21.半导体材料的导电是通过电子和空穴两种载流子来实现的。在热激发或光照等作用下，价带中的电子跃迁到导带成为自由电子，同时在价带中留下空穴，电子和空穴都能参与导电。22.半导体二极管由P型半导体和N型半导体组成，中间形成PN结。当外加正向电压时，PN结导通，电流可以顺利通过；当外加反向电压时，PN结截止，电流几乎不能通过，从而表现出单向导电性。23.半导体三极管主要作用有放大电信号，可将微弱的输入信号放大成较大的输出信号；还可用于信号的开关控制等。24.场效应管利用电场来控制半导体中多数载流子的运动，从而改变漏极电流。通过改变栅极电压，可调节沟道的导电能力，实现对漏极电流的控制。25.温度升高时，半导体材料中的载流子浓度增加，同时载流子的迁移率也会发生变化，导致电阻减小。当温度较高时，晶格振动加剧，对载流子的散射作用增强，电阻减小趋势变缓。26.这种特性可用于制造温度敏感的半导体器件，如热敏电阻等。在一些电路中，可利用电阻随温度变化来检测温度，实现温度补偿等功能。27.可将该半导体材料制成一个电阻元件，通过测量其电阻变化来确定温度。利用电阻与温度的对应关系，将电阻变化转换为电信号输出，从而实现温度传感。28.半导体材料在新能源领域至关重要。在太阳能电池方面，通过光伏效应将太阳能转化为电能，是