半导体复习参考试题.pdf

"半导体复习参考试题.pdf" 本文档主要讲解了半导体的基本概念和性质，涵盖了半导体的能带结构、费米分布、玻尔兹曼分布、禁带宽度、电子寿命、陷阱中心、复合中心、能带结构、直接带隙半导体、间接带隙半导体等知识点。 1. 自由电子的能量与波数的关系式为E=ħk²/2m，其中ħ表示 PLANCK 常数，k表示波矢，m表示电子质量。这是半导体中的基本关系式，描述了自由电子的能量与波矢之间的关系。 2. 温度一定时，对于一定的晶体，体积大的能带中的能级间隔小，对于同一块晶体，当原子间距变大时，禁带宽度变小。这是半导体中的基本性质，描述了温度对半导体能带结构的影响。 3. 玻尔兹曼分布适用于非简并半导体，对于能量为E的一个量子态被电子占据的概率为exp(-(E-Ef)/kT)，其中Ef表示费米能级，k表示玻尔兹曼常数，T表示温度。这是半导体中的基本分布式，描述了电子在能带中的分布情况。 4. 半导体材料中的能带结构、杂质和缺陷等复合中心、样品形状和表面状态等会影响非平衡载流子的寿命，寿命值的大小反映了材料晶格的完整性，是衡量材料的一个重要指标。这是半导体中的重要性质，描述了半导体材料的基本性能。 5. Si 属于间接带隙半导体，导带极小值位于布里渊区的<100>方向上由布里渊区中心点Γ到边界X点的0.85倍处，导带极值附近的等能面是长轴沿<100>方向的旋转椭球面，在简约布里渊区，共有6个这样的等能面。这是Si半导体中的基本性质，描述了其能带结构和等能面分布情况。 6. Ge 属于间接带隙半导体，导带极小值位于布里渊区的<111>方向上由布里渊区边界L点处，导带极值附近的等能面是长轴沿<111>方向的旋转椭球面，在简约布里渊区，共有4个这样的等能面。这是Ge半导体中的基本性质，描述了其能带结构和等能面分布情况。 7. GaAs 属于直接带隙半导体，导带极小值位于布里渊区中心点Γ处，极值附近的等能面是球面，在简约布里渊区，共有1个这样的等能面。在布里渊区的<111>方向边界L点处，存在高于能谷值0.29eV的次低能谷，简约布里渊区一共有8个这样的能谷。这是GaAs半导体中的基本性质，描述了其能带结构和等能面分布情况。 8. Si、Ge 和 GaAs 能带结构的共同点：1)禁带宽度具有负温度系数2)价带顶位于布里渊区中心，k=0处，等能面不是球面，有轻重空穴之分。这是半导体中的基本性质，描述了半导体能带结构的共同特点。 9. 有效质量是半导体内部势场的概括。由于晶体内部的各向异性，在k空间的三个主轴上，有效质量可以表示为m*x、m*y、m*z，一般情况下，*x、*y、*z是不等的。这是半导体中的基本概念，描述了半导体内部的势场和有效质量。 10. 一种晶体中导带底电子能量E与波矢K的关系为Ak²E+cE，其中cE表示导带底能量，A是常数，则电子的有效质量：(AdkEdh mn)(²²²)。这是一种半导体中的基本关系式，描述了电子的能量和波矢之间的关系。 11. 一维晶体中电子能量E与波矢K的关系为Bk²hE²⁰²⁰²，其中0k和B是常数，则电子速度：(BhdkdEh v²¹)。这是一种半导体中的基本关系式，描述了电子的能量和波矢之间的关系。 12. 半导体的陷阱中心使其中心光电导灵敏度提高，并使其光电导衰减规律延长衰减时间。这是半导体中的基本性质，描述了陷阱中心对半导体性能的影响。 13. 当系统处于热平衡状态，也不对外做功的情况下，系统每增加一个电子所引起系统自由能的变化，等于系统的化学势，也就是等于系统的费米能级。费米能级标志了电子填充能级的水平。它主要受掺杂浓度、掺杂种类和温度的影响。在绝对零度时，FEE的能级没有电子占据；而FEE的能级完全被电子占据。随着温度的升高，电子占据FEE的能级概率增大，空穴占据FEE的能级概率增大。这是半导体中的基本性质，描述了费米能级的变化情况。 本文档涵盖了半导体的基本概念和性质，涉及到半导体的能带结构、费米分布、玻尔兹曼分布、禁带宽度、电子寿命、陷阱中心、复合中心、能带结构、直接带隙半导体、间接带隙半导体等知识点，为半导体相关的学习和研究提供了重要的参考资料。