1996年天津大学硕士研究生入学考试半导体物理学试题

1996年天津大学硕士研究生入学考试半导体物理学试题

一．（20分）

1.证明 （1）：自由电子速度为 V=

（2）：在外力作用下，晶体中电子有效质量为

1dE hdkm1*=nhdd22Ek

式中：E为电子能量，k为电子波矢量，h为普朗克常数

2. 试述引进

mn*的物理意义。

mn*能否为负值？为什么？晶体中内外层电子在外力

作用下获得的加速度有何差别？

二（15分）

①假设一杂质半导体，当考虑有杂质电离，本征激发，电离杂质散射及晶格散射等因素时，画出其电阻率随

②假设半导体的浓度分别为其

1的变化示意图。 TN10cm=D112?3，

N10cm=D216?3,试在同一图上画出

EF随T的变化规律。

三（15分）

①解释 在一定电场一定温度下，GaAs会出现负微分电导率。为什么GaAs材料适合做激光管？

②在TTL硅高速电路中，在晶体管基极与集电极之间接一肖特基二极管，为什么？

③在一定电场，磁场下，测得某一长为L,宽为B，厚为D的矩形半导体样品的霍尔系数为

R

H0，当电场，磁场不变，而样品长为2L，宽为2B，厚为2D时，测得霍尔系数应为多少？

四 （20分）

1. P-N结中费米能级随位置的变化和电流密度的关系为

Jn=n

?dEFndx,

（

J=pp?dEFpdx）,试分别讨论平衡P-N结和非平衡P-N结正向偏置时

EF随位置

和载流子浓度的关系。并画出其能带示意图。

2. 在平衡P-N结势垒区中和正向偏置的P-N结势垒区中，有无载流子净产生或净复合？

五（20分）

有一P-Si衬底MOS结构，氧化层中存在固定电荷，可动离子界面态等电荷。测得其C-V曲线如图a所示。请分别指出曲线②③④各为何种电荷的影响（其中曲线①为理想情况，曲线③为BT处理后所测）。解释第④条曲线产生的原因。2.如MOS结构电极为1mm×1mm,

Cmax=88.5pf,

Cmin=40pf,室温下测

VFB1=-2V，或BT处理后

VFB2=-4V，试计算氧

化层中可动离子密度

2.（10分）

N。（q=1.6×m10?19库仑，

?=8.85×010?14法/厘米，

?r=4）

0有一n型半导体，假定复合中心能级在

何

位

置

为

Et更接近价带顶，则？寿命τ如何表示？复合中心有

效

复

合

中

心

？

最

③ ④②①图表 A

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