2025年大四（新能源材料與器件）半導(dǎo)體材料考核題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種材料不屬于半導(dǎo)體材料？A.硅B.鍺C.銅D.砷化鎵2.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于A.導(dǎo)體和絕緣體之間B.超導(dǎo)體和導(dǎo)體之間C.絕緣體和超導(dǎo)體之間D.以上都不對3.硅半導(dǎo)體材料中，主要的載流子是A.電子B.空穴C.電子和空穴D.離子4.半導(dǎo)體材料的禁帶寬度與下列哪種因素有關(guān)？A.材料的溫度B.材料的純度C.材料的晶體結(jié)構(gòu)D.以上都是5.當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，會產(chǎn)生A.電子-空穴對B.自由電子C.空穴D.離子6.以下哪種半導(dǎo)體器件利用了半導(dǎo)體的光電效應(yīng)？A.二極管B.三極管C.太陽能電池D.場效應(yīng)管7.半導(dǎo)體材料的摻雜可以A.改變其導(dǎo)電類型B.提高其導(dǎo)電性能C.改變其禁帶寬度D.以上都是8.硅半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)屬于A.面心立方B.體心立方C.金剛石結(jié)構(gòu)D.六方結(jié)構(gòu)9.半導(dǎo)體材料的遷移率與下列哪種因素有關(guān)？A.載流子濃度B.溫度C.電場強(qiáng)度D.以上都是10.以下哪種半導(dǎo)體材料常用于制造高速集成電路？A.硅B.鍺C.砷化鎵D.碳化硅第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共10個空，每空2分。請將答案填寫在相應(yīng)的橫線上。11.半導(dǎo)體材料按化學(xué)成分可分為______和______。12.半導(dǎo)體材料的本征載流子濃度與______有關(guān)。13.半導(dǎo)體二極管的主要特性是______和______。14.半導(dǎo)體三極管有______、______和______三個電極。15.場效應(yīng)管是利用______來控制漏極電流的。16.半導(dǎo)體材料的光電導(dǎo)效應(yīng)是指材料在光照下______的現(xiàn)象。17.太陽能電池是基于半導(dǎo)體的______效應(yīng)工作的。18.半導(dǎo)體材料的摻雜類型有______和______。19.硅半導(dǎo)體材料的禁帶寬度約為______eV。20.半導(dǎo)體材料的遷移率單位是______。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。21.簡述半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電機(jī)制。22.說明半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦栽怼?3.半導(dǎo)體三極管有哪些主要作用？24.簡述場效應(yīng)管的工作原理。四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：某半導(dǎo)體材料在不同溫度下的導(dǎo)電性能測試結(jié)果如下：隨著溫度升高，其電阻逐漸減小。當(dāng)溫度達(dá)到一定值后，電阻減小的趨勢變緩。25.請分析該半導(dǎo)體材料電阻隨溫度變化的原因。（5分）26.這種電阻隨溫度變化的特性對半導(dǎo)體器件的應(yīng)用有何影響？（5分）27.如何利用該特性來設(shè)計(jì)一個溫度傳感器？（5分）五、論述題（共15分）答題要求：本大題共1小題。請結(jié)合所學(xué)知識，論述半導(dǎo)體材料在新能源領(lǐng)域的重要作用。28.請?jiān)敿?xì)闡述半導(dǎo)體材料在新能源領(lǐng)域的重要作用，包括但不限于太陽能電池、新能源汽車電池等方面。（15分）答案：1.C2.A3.C4.D5.A6.C7.D8.C9.D10.C11.元素半導(dǎo)體、化合物半導(dǎo)體12.溫度13.單向?qū)щ娦浴⒎聪蚪刂剐?4.發(fā)射極、基極、集電極15.電場16.電導(dǎo)率增加17.光伏18.N型摻雜、P型摻雜19.1.1220.cm2/(V·s)21.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電是通過電子和空穴兩種載流子來實(shí)現(xiàn)的。在熱激發(fā)或光照等作用下，價帶中的電子躍遷到導(dǎo)帶成為自由電子，同時在價帶中留下空穴，電子和空穴都能參與導(dǎo)電。22.半導(dǎo)體二極管由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成，中間形成PN結(jié)。當(dāng)外加正向電壓時，PN結(jié)導(dǎo)通，電流可以順利通過；當(dāng)外加反向電壓時，PN結(jié)截止，電流幾乎不能通過，從而表現(xiàn)出單向?qū)щ娦浴?3.半導(dǎo)體三極管主要作用有放大電信號，可將微弱的輸入信號放大成較大的輸出信號；還可用于信號的開關(guān)控制等。24.場效應(yīng)管利用電場來控制半導(dǎo)體中多數(shù)載流子的運(yùn)動，從而改變漏極電流。通過改變柵極電壓，可調(diào)節(jié)溝道的導(dǎo)電能力，實(shí)現(xiàn)對漏極電流的控制。25.溫度升高時，半導(dǎo)體材料中的載流子濃度增加，同時載流子的遷移率也會發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻減小。當(dāng)溫度較高時，晶格振動加劇，對載流子的散射作用增強(qiáng)，電阻減小趨勢變緩。26.這種特性可用于制造溫度敏感的半導(dǎo)體器件，如熱敏電阻等。在一些電路中，可利用電阻隨溫度變化來檢測溫度，實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)裙δ堋?7.可將該半導(dǎo)體材料制成一個電阻元件，通過測量其電阻變化來確定溫度。利用電阻與溫度的對應(yīng)關(guān)系，將電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號輸出，從而實(shí)現(xiàn)溫度傳感。28.半導(dǎo)體材料在新能源領(lǐng)域至關(guān)重要。在太陽能電池方面，通過光伏效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是