直接复合：导带电子直接跃迁到价带与空穴复合。
间接复合：通过位于禁带中的杂质或缺陷能级的中间过渡。 2.推导直接复合的非平衡载流子寿命公式，从直接复合的非平衡载流子寿命公式出发说明小注入条件下，寿命为定值。 复合率：R=rnp 产生率：G=rn0p0
净复合率：Ud=R-G=r(np-n0p0)
将n= n0+Δn、p= p0+Δp代入得：Ud= r(n0+p0)Δp+r(Δp)2 非平衡载流子寿命：τ=小注入情况下Δp
(n0+p0)，则有：τ=
3.了解间接复合的净复合率公式中各参量代表的意义，并从间接复合的净复合率公式出发说明深能级是最有效的复合中心。
时双曲函数有最小值，此时净复合率U取最大值，非平衡载流子的寿命
达到极小值。这意味着复合中心能级Et的位置越靠近禁带中央，复合中心的复合作用越强。因此，通过掺入深能级杂质来降低非平衡载流子寿命是确实有效的。 4.已知间接复合的非平衡载流子寿命公式的一般形式，会化简不同费米能级位置下的寿命公式。
強n型区（Et< EF< Ec）：弱n型区（Ei< EF< Et）：弱p型区（Et< EF< Ei）：强p型区（EV< EF 5.半导体的主要散射机制温度对它们的影响，原因 晶格振动（声子）散射： ，温度升高散射增加。温度越高电子热运动速度越大或者 声子数目越多，电子遭声学波声子散射的概率越大。 电离杂质散射： ，温度升高散射减少。温度越高载流子热运动的平均速度越大， 于是可以很快掠过杂质中心，偏转小，受到电离杂质的影响小。 对于杂质半导体，温度低时，电离杂质散射起主要作用；温度高时，晶格振动散射起主要作用 6. 何谓漂移运动 半导体中的载流子在外场的作用下，作定向运动。 7. 迁移率的定义、量纲。影响迁移率的因素。 漂移速度：因电场加速而获得的平均速度。 迁移率：单位电场下，载流子的平均漂移速度（cm2/V·s） 影响因素：有效质量、散射 8. 解释迁移率与杂质浓度、温度的关系。 掺杂很轻（忽略电离杂质散射）：T↑→晶格振动散射↑→μ↓ 一般情况低温：T↑→电离杂质散射↓→μ↑ 一般情况高温：T↑→晶格振动散射↑→μ↓ 9. 解释电阻率随温度的变化关系。 低温：T↑→电离杂质散射↓→μ↑→ρ↓ →ρ↓ n（未全电离）：T↑→n↑→ρ↓ 中温：T↑→晶格振动散射↑→μ↓→ρ↑ →ρ↑ n（全电离）：n=ND饱和 高温：T↑→晶格振动散射↑→μ↓→ρ↑ →ρ↓↓ n（本征激发开始）：T↑→n↑↑→ρ↓↓ 10. 强电场下Si、Ge和GaAs的漂移速度的变化规律，并解释之。 无电场时：载流子与晶格散射，交换的净能量为零，载流子与晶格处于热平衡状态。 弱电场时：载流子从电场获得能量，与声子作用过程中，一部分通过发射声子转移给晶格，其余部分用于提高载流子的漂移速度。但漂移速度很小，仍可认为载流子系统与晶格系统近似保持热平衡状态。 电场较强时：载流子从电场获得很多能量，载流子的平均能量比热平衡状态时的大，因而载流子系统与晶格系统不再处于热平衡状态。 电场很强时：载流子从电场获得的能量与晶格散射时，以光学波声子的方式转移给了晶格。所以获得的大部分能量又消失，故平均漂移速度可以达到饱和。 GaAs特殊性：因为GaAs的多能谷结构决定的。卫星能谷的曲率比中心能谷要小，因此有效质量大。当电场不强时，导带电子都集中在中心能谷，但是随着电场强度的增加，能谷1中的电子从电场中获得足够能量后开始转移到卫星能谷中，发生能谷间的散射。由于卫星能谷有效质量大，所以电子转移的结果使平均迁移率下降，从而出现电场强度增加漂移速度下降，即电导率下降的负微分电导区域。 11. 何谓热载流子 载流子的平均能量比热平衡时大，即载流子的动能高于平均热运动能量。 12.载流子在什么情况下做扩散运动扩散系数的定义、量纲。 载流子依靠浓度梯度所产生的一种定向运动。 扩散系数D：表征载流子在一定分布下扩散的快慢，主要由晶体内部的散射机制决定。 单位：cm/S2 13.爱因斯坦关系式理解推导过程。 表征了非简并情况下载流子迁移率和扩散系数之间的关系。 14.扩散长度和牵引长度的定义。 扩散长度：表征少数载流子一边扩散，一边复合所能够走过的平均距离。 牵引长度：载流子在寿命时间内所漂移的距离。 15.在不同条件下，对连续性方程进行化简。 光照恒定：掺杂均匀：电场均匀：均匀照射： 16.平均自由时间、非平衡载流子寿命概念。 平均自由时间：载流子在电场中作漂移运动时，只有在连续两次散射之间的时间内才做加速运动，这段时间称为自由时间，其平均值为平均自由时间。 非平衡载流子寿命：寿命τ表示光照停止之后，非平衡载流子浓度衰减到原来的数值1/e所经历的时间，也表示非平衡载流子的平均生存时间。 17.平均自由程与扩散长度概念。 扩散长度：非平衡载流子深入样品的平均距离，称为扩散长度。 平均自由程：相邻两次碰撞之间的平均距离，即称为载流子的平均自由程。 18.小注入、大注入概念 小注入：获得能量后非平衡载流子，尤其是非平衡少子的数量远远小于原来热平衡时多子的数量，称为非平衡少子的小注入。 大注入：非平衡少子的数量已达到或超过热平衡多子的数量，那么就会出现所有的少子的总量会达到与多子总量接近的程度，产生多子不多少子不少的情形，将其称为非平衡少子的大注入。 半导体与外界作用、半导体接触现象 1.本课程中哪几种外界作用能够改变单一半导体的电导率，试述原理。 温度：温度可以影响载流子浓度和载流子的分布。低温弱电离，中文全电离，高温本征激发。温度不均匀使载流子浓度不均匀，导致扩散运动，产生温差电动势。 光照：光照使半导体吸收光子，价带电子激发到导带产生非平衡载流子，产生光生伏特效应。 磁场：霍尔效应，通了电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。一些物质如半导体中的载(电)流子在一定的恒定(直流)磁场和高频磁场同时作用下会发生抗磁共振(常称回旋共振)。 外力：对半导体施加外力，使内部晶格间距发生变化，改变半导体内部势场，导致能带变化。由于载流子迁移率的变化，电阻率发生变化 2.请说出判断半导体导电类型的实验方法。 n型半导体<0，p型半导体>0。 3.试述平衡p-n结形成的物理过程，画出势垒区中载流子漂移运动和扩散运动的方向。 当p型半导体和n型半导体接触在一起时，扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡，相当于两个区之间没有电荷运动，空间电荷区的厚度固定不变。在两者的交界面处存在着一个过渡区，通常称为p-n结。 p区空穴扩散电子漂移，n区电子扩散空穴漂移。 4.内建电势差VD的公式。分析影响接触电势差的因素。 接触电势差与PN结两侧掺杂浓度、温度、材料等参数有关。 5.平衡p-n结、正向偏置p-n结、反向偏置p-n结的空间图、能带图，各区域载流子浓度表达式、载流子运动方向、电流方向。 n?x??nn0e?qVD?qV(x)k0TqVD?qV(x)k0Tn?x??np0ep?x??pp0eqV(x)k0TqV(x)k0Tp?x??pn0e?
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