大连理工大学半导体物理作业2016参考(答案第二版)VIP免费

第一次作业1、区别于半导体器件，功率半导体器件的特点有哪些？1）能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力是其最重要的参数其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级,大多都远大于处理信息的电子器件电力电子器件一般都工作在开关状态导通时（通态）阻抗很小，接近于短路，管压降接近于零，而电流由外电路决定2）阻断时（断态）阻抗很大，接近于断路，电流几乎为零，而管子两端电压由外电路决定电力电子器件的动态特性（开关特性）和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面，有些时候甚至上升为第一位的重要问题。作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替有时将其称之为电力电子开关或电力半导体开关。。3）电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制在主电路和控制电路之间，需要一定的中间电路对控制电路的信号进行适当放大，这就是电力电子器件的驱动电路(DrivingCircuit）4）为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，不仅在器件封装上讲究散热设计，在其工作时一般都要安装散热器。导通时器件上有一定的通态压降，形成通态损耗，阻断时器件上有微小的断态漏电流流过，形成断态损耗，在器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关断损耗，总称开关损耗。2、列出几种常用的电力电子器件，写出英文全称和缩写。功率二极管PowerDiode可控硅整流器SiliconControlledRectifier,SCR门极可关断晶闸管GateTurnOffThyristor,GTO集成门极换流晶闸管IntegratedGateCommutatedThyristor,IGCT绝缘栅双极性晶体管InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT3、什么是理想开关？画出表明其通断过程的电流和电压波形。关断时可承受正、反向电压（越高越好）开通时可流过正、反向电流（越大越好）开通态、关断态均无损耗，状态转换过程无损耗，状态转换过程快速完成（越快越好）开关寿命长（允许的开关次数越多越好）与下面的图相比，波形是直上直下的，没有过渡过程。第二次作业1、确定晶胞中的原子数：（a）面心立方；（b）体心立方；(c)金刚石晶格。面心立方：体心立方：金刚石晶格：2、计算如下平面硅原子的面密度：（a）（100），（b）（110），（c）（111）。3、金刚石结构晶胞，若a是其晶格常数，求原子密度。8/a^34、半导体的电阻率？表征物体的导电能力，电导率倒数5、什么是晶体？晶体主要分几类？6、什么是晶格？什么是原胞、晶胞？为了研究晶体的结构，将构成晶体的粒子抽象为一个点，这样得到的空间点阵成为晶格。原胞：能够完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布的平行六面体单元。晶胞：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。第三次作业1、整理空带、满带、半满带、价带、导带、禁带、导带底、价带顶、禁带宽度的概念。2、简述空穴的概念。空穴：带正电的导电载流子，是价电子脱离原子束缚后形成的电子空位，对应于价带中的电子空位。3、从能带的角度区别导体、绝缘体和半导体4、本征半导体、杂质半导体、施主杂质、受主杂质、施主能级、受主能级本征半导体：没有掺入杂质的纯净半导体杂质半导体:掺入杂质的纯净半导体施主（Donor）杂质:比晶格主体原子多一个价电子的替位式杂质。它们在适当的温度下能够释放多余的价电子而在半导体中产生非本征自由电子并使自身电离。受主（accepter）杂质:比晶格主体原子少一个价电子的替位式杂质。它们在适当的温度下能够向价带释放空穴而在半导体中产生非本征自由空穴并使自身电离。施主能级:被施主杂质束缚的电子的能量状态，叫做施主能级受主能级：被受主杂质束缚的空穴的能量状态，叫做受主能级5、半导体中的导电粒子有哪些？解释杂质半导体中的多子和少子。自由电子与空穴P型中。。。。。。。。。。N型中。。。。。。。。。。6、如何理解杂质半导体对外呈电中性？7、如何把本征硅变成N型硅。第四次作业8、本征半导体的能带特征，画出本征半导体的能带图本征情况下的费米EF能级，基本上相当于禁带的中线（略微偏离中线），且n=p9、本征半导体平衡时载流子浓度之间的关系10、非本征半导体平衡时载流子浓度之间的关系11、费米能级随掺杂浓度是如何变化的？随温度是如何变化的？N型半导体时：P型半导体时：一定ND...