西安电子科技大学考研专业课801半导体物理器件物理与集成电路模拟题解析.pdf

西安电子科技大学《８０１半导体物理、器件物理与集成电路》模拟题解析 第 １讲　模拟题一解析（一） 一、填空 １．金刚石每个原子周围有四个最邻近的原子，这四个原子处于　１　的顶角上，任一顶角上的 原子和中心原子各贡献一个　２　为该两个原子所共有，并形成稳定的　 ３　结构。共价键夹 角　 ４　。 ２．与绝缘体相比， 　 ５　的禁带宽度比较小，数量级在　６　 ｅＶ左右，在通常温度下已有不少电 子被激发到　７　中去，所以具有一定的导电能力，这是　８　和　 ９　 的主要区别。室温下，　１０　 的禁带宽度为６～７ｅＶ，硅为１．１２ｅＶ，锗为　１１　 ｅＶ，砷化镓为　１２　ｅＶ，所以它们都是半导体。 ３．晶体中电子所遵守的薛定谔方程：　１３　；布洛赫曾经证明，满足该薛定谔方程的波函数一 定具有如下形式： 　 １４　；式中　 １５　为波矢，　 １６　 是一个与晶格同周期的周期性函数， 即： 　１７　。 ４．在　 １８　简并半导体中，杂质浓度　１９　，杂质原子互相间很　２０　 ，被杂质原子束缚的电子 的　２１　显著重叠，杂质电子就有可能在杂质原子之间产生　２２　 ，从而使　２５　杂质能级扩展为 　２３　，通常称为　２４　 。 ５．半导体中的散射机构包括　２５　　　２６　 　 ２７　 　２８　 　 ２９　 和　 ３０　 。在半导体硅 中以　 ３１　 和　 ３２　 为主。 ６．当半导体的平衡态遭到破坏而存在　３３　，可以认为，分别就价带和导带中的电子价，它们各 自基本上处于　 ３４　 ，而导带和价带之间处于　３５　 。因而费米能级和统计分布函数对导带和价 带　 ３６　 ，可以分别引入　 ３７　 和　 ３８　，它们都是　３９　 ，称为　４０　。 ７．ＭＯＳ结构具有二级效应，分别是　４１　 、　 ４２　、　４３　。在亚阈值区域可以获得较大的增 益。但由于只有当器件宽度 Ｗ　 ４４　或者漏电流　 ４５　才能满足这一条件，因而亚阈值电路的 　４６　是非常有限的。 ８．大扇入电路降低延迟的方法有：　４７　 　４８　 　４９　 和　５０　。 二、简答 １．定性分析Ｓｉ的电阻率与温度的变化关系。 ２．证明爱因斯坦关系。 ３．简述ＭＯＳＦＥＴ中的五种非理想效应。 ４．分析下面２个电路的逻辑功能，若所有输入高电平都是５Ｖ、输入低电平都是０Ｖ，电源电压是 ５Ｖ，所有ＭＯＳ管的阈值电压绝对值都是０．８Ｖ，分析２个电路的输出高、低电平和主要优缺点。 — １— 考试点（ｗｗｗ．ｋａｏｓｈｉｄｉａｎ．ｃｏｍ）名师精品课程　电话：４００６８８５３６５ — ２— 西安电子科技大学《８０１半导体物理、器件物理与集成电路》模拟题解析 第２讲　模拟题一解析（二） 三、计算题 １．室温 （３００Ｋ）下，半导体锗（Ｇｅ）的本征电阻率为４７ ·ｃｍ，已知其电子迁移率 ｎ和空穴迁移 Ω ２ ２ 率 ｐ分别为３６００ｃｍ／Ｖ·ｓ和１７００ｃｍ／Ｖ·ｓ，试求半导体锗的本征载流子浓度ｎｉ。若掺入百万分之 一的磷（Ｐ）后，计算室温下电子浓度ｎ和空穴浓度ｐ和电阻率 。（假定迁移率不随掺杂而变化，杂 ０ ０ 质全部电离并忽略少子的贡献，锗的原子密度为４．４ ２２ ３ １０／ｃｍ） ２．设一块半无限大、均匀的 ｎ型半导体材料中，在 ｘ＝０处，产生的非平衡载流子浓度为 ｐ（０）－ｐ ，求它的稳态少数载流子分布。 ｎ ｎ０ ３．（１）试证明室温下，某半导体的电子浓度ｎ＝ｎ ／ 时，其电导率 为最小值（式中、ｎｉ