第1卷 半导体的基本特性与杂志半导体 浙江省（单独招生考试）《电子技术基础与技能》（高教版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）电子电工类 《电子技术基础与技能》（高教版） 半导体的基本特性与杂志半导体 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 常温下，纯净的硅或锗晶体属于本征半导体。下列关于本征半导体导电特点的表述，正确的是（ ） A. 载流子浓度较低，导电能力较弱 B. 自由电子很多，导电能力很强 C. 空穴数量为零，不能形成电流 D. 载流子只受电压影响，与温度无关 【答案】A 【解析】本征半导体中自由电子和空穴数量相等，但常温下载流子浓度较低，因此导电能力较弱。温度升高会使共价键中更多电子获得能量而形成载流子，导电能力会增强。 2. 半导体中的电子数大于空穴数，这样的半导体称为（ ） A. P型半导体 B. 本征半导体 C. N型半导体 D. 纯净半导体 【答案】C 【解析】半导体中的电子数大于空穴数，为N型半导体，C选项正确。 3. 哪种电子元器件的阻值会随着光照强度变化（ ） A. 热敏电阻 B. 压敏电阻 C. 光敏电阻 D. 湿敏电阻 【答案】C 【解析】光敏电阻的阻值会随着光照强度的变化而变化。热敏电阻的阻值随温度变化；压敏电阻的阻值随电压变化；湿敏电阻的阻值随湿度变化。所以选择 C 选项。 4. 在N型半导体中，该半导体的导电性能主要取决于（ ） A. 本征激发 B. 掺杂浓度 C. 外部电压 D. 外部电流 【答案】B 【解析】N型半导体的导电性能主要取决于掺杂浓度，B选项正确。 5. 半导体中的空穴（ ） A. 带正电 B. 带负电 C. 不带电 D. 不确定 【答案】A 【解析】半导体中的空穴带正电。所以选择 A 选项。 6. 在纯净硅晶体中掺入少量五价元素磷后，形成的杂质半导体类型及其多数载流子是（ ） A. N型半导体，多数载流子为自由电子 B. P型半导体，多数载流子为空穴 C. N型半导体，多数载流子为空穴 D. P型半导体，多数载流子为自由电子 【答案】A 【解析】五价元素掺入四价硅晶体后，多余的价电子较容易成为自由电子，因此形成N型半导体。N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。 7. 本征半导体又叫（ ） A. 普通半导体 B. P型半导体 C. 杂质半导体 D. 纯净半导体 【答案】D 【解析】本征半导体是没有掺入杂质、晶格较为纯净的半导体，也称纯净半导体。题干中的“本征半导体又叫”对应的正确名称就是“纯净半导体”，因此选D。 8. 半导体中参与导电的多数载流子是（ ） A. 自由电子 B. 空穴 C. 自由电子和空穴 D. 离子 【答案】C 【解析】在N型半导体中，多数载流子是自由电子；在P型半导体中，多数载流子是空穴。半导体分为N型和P型，所以半导体中参与导电的多数载流子是自由电子和空穴。选择C选项。 9. 一般来说，本征半导体的导电能力______，当掺入某些适当微量元素后其导电能力______。（ ） A. 很强，更强 B. 很弱，很高 C. 很强，降低 D. 很弱，更弱 【答案】B 【解析】本征半导体在常温下自由载流子很少，所以导电能力很弱；掺入适当微量杂质后，会显著增加载流子数量，形成杂质半导体，导电能力大幅提高。因此应填“很弱，很高”，选B。 10. 某一集成电路的引脚如图所示，则1脚是（ ） A. a B. b C. c D. d 【答案】C 11. 在P型半导体中，下列说法正确的是（ ） A. 只有自由电子一种载流子 B. 多数载流子是自由电子少数载流子是空穴 C. 只有空穴一种载流子 D. 多数载流子是空穴少数载流子是自由电子 【答案】D 【解析】P型半导体是掺入三价杂质形成的杂质半导体，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。因此正确说法是“多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子”，选D。 12. 纯净半导体掺入五价元素后成为（ ） A. N型半导体 B. P型半导体 C. 本征半导体 D. PN结 【答案】A 【解析】在纯硅基础上，掺杂5价元素（外围电子5个）比如磷、砷等的称为N型半导体。掺杂3价元素比如硼、铝、铟的称为P型半导体。 13. P型半导体中，多数载流子和少数载流子分别是（ ） A. 空穴、电子 B. 电子、空穴 C. 正离子、负离子 D. 负离子、正离子 【答案】A 【解析】P型半导体中，掺入的三价杂质使价带中形成较多空穴，因此空穴是多数载流子；相对地，自由电子数量较少，是少数载流子。故答案为A。 14. 在纯净的半导体中加入______价的______可以得到N型半导体。（ ） A. 3，硼 B. 5，硼 C. 3，磷 D. 5，磷 【答案】D 【解析】N型半导体是在硅或锗的本征半导体中加入5价磷或砷得到的。 15. 在P型半导体中（ ） A. 空穴是多数载流子，电子是少数载流子 B. 电子是多数载流子，空穴是少数载流子 C. 空穴的数量略多于电子 D. 电子、空穴一样多 【答案】A 【解析】P 型半导体是在本征半导体（如硅或锗）中掺入少量的三价元素（如硼）形成的。当掺入三价元素后，三价元素的原子最外层有 3 个电子，在与周围的硅或锗原子形成共价键时，会缺少一个电子，从而产生一个空穴。 所以多数载流子的空穴，少数是电子。 16. 在杂质半导体中，多数载流子的浓度取决于杂质浓度，而少数载流子浓度则与______有很大关系。（ ） A. 温度 B. 电压 C. 杂质浓度 D. 电流 【答案】A 【解析】在杂质半导体中，多数载流子的数量主要由掺入的杂质浓度决定；而少数载流子数量受温度影响更明显，因为温度变化会改变本征激发强弱，从而影响少数载流子的浓度。故选A。 17. P型半导体中的少数载流子是（ ） A. 空穴 B. 自由电子 C. 电子和空 D. 带正电的电子 【答案】B 【解析】P型半导体中空穴是多数载流子，自由电子数量较少，因此少数载流子是自由电子，选B。 18. P型半导体是（ ） A. 纯净半导体 B. 掺杂半导体 C. 带正电的 D. 带负电的 【答案】B 【解析】纯净半导体掺杂之后区分N型或P型半导体。 19. 杂质半导体中少数载流子的浓度______本征半导体中载流子浓度。（ ） A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 无法比较 【答案】C 【解析】杂质半导体中，多数载流子因掺杂而大幅增加，但少数载流子会相应减小。由于本征半导体中电子和空穴浓度均为本征载流子浓度 ni，而杂质半导体中的少数载流子浓度通常小于 ni，所以应选“小于”，即C。 20. N型半导体中多数载流子是（ ） A. 空穴 B. 自由电子 C. 电子和空 D. 带正电的电子 【答案】B 【解析】N型半导体是掺入五价杂质形成的，杂质原子容易提供自由电子，因此自由电子成为多数载流子。故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 杂质半导体是在本征半导体中有控制地掺入微量杂质形成的，掺杂后其导电能力通常会明显增强。（ ） 【答案】正确 【解析】向本征半导体中掺入三价或五价杂质后，会显著增加空穴或自由电子的数量，从而提高导电能力。掺杂并不是随意混入杂质，而是有控制地改变半导体的导电性能。 22. P型半导体中多数载流子是空穴，所以P型半导体带正电。（ ） 【答案】错误 【解析】P型半导体中多数载流子虽然是空穴，但半导体整体仍然保持电中性。空穴只是电子缺位形成的等效正电荷，并不表示材料整体带正电，因此题干说法错误。 23. 在外电场作用下，半导体中同时出现电子电流和空穴电流。（ ） 【答案】正确 【解析】电场使得电子和空穴获得能量，加速了它们的定向运动，减少了它们在材料内部复合的机会。而且，外电场还可以从半导体的其他区域或者接触的电极处吸引更多的载流子进入电场作用区域，从而增强了电子电流和空穴电流。 24. N型半导体中主要参与导电的是带负电的自由电子，所以N型半导体带负电。（ ） 【答案】错误 【解析】N、P型半导体对外都呈电中性。 25. 无论什么状态下，P型半导体由于载流子是空穴，所以对外显正电性。（ ） 【答案】错误 【解析】P型半导体之所以呈现空穴导电，是因为空穴是多数载流子，但材料内部仍有带负电的电子和固定的离子电荷，整体电荷是平衡的，不会因为空穴多就对外显正电性。因此该说法错误。 26. 在型半导体中掺入足够量的三价元素，可将其改型为型半导体。（ ） 【答案】正确 【解析】N型半导体中原本以施主杂质提供的自由电子为多数载流子；若继续掺入足够量的三价元素，这些受主杂质会引入空穴并补偿原有电子，当受主浓度超过施主浓度时，材料的导电类型就会由N型转变为P型。因此题干说法正确。 27. 目前大部分遥控装置是应用半导体的热敏性来实现控制的。（ ） 【答案】错误 【解析】大部分遥控装置主要利用的是半导体的光电性质，例如发射和接收红外信号，而不是利用热敏性来实现控制。热敏性常用于温度检测和温控器件，所以题干说法错误。 28. 光照越强，温度越高，半导体的导电能力越强，说明半导体有光敏性和热敏性其实质是一样的。（ ） 【答案】错误 【解析】光敏性表现为对光照的敏感，热敏性表现为对温度的敏感。 29. 本征半导体内部没有空穴和自由电子。（ ） 【答案】错误 【解析】本征半导体并不是内部没有空穴和自由电子，而是未掺杂时载流子数量很少。由于热激发作用，半导体中会不断产生电子-空穴对，因此在本征半导体内部同时存在自由电子和空穴，只是浓度相等且都较低。故题干错误。 30. 因为P型半导体多数载流子是带正电的空穴，所以P型半导体呈正电性。（ ） 【答案】错误 【解析】P型半导体中的多数载流子是空穴，但空穴只是价带中的电子缺位所表现出的等效正电荷，并不意味着材料整体带正电。半导体内部仍保持电中性，因此题干说法错误。 三、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 31. 某电子元件生产中需要获得导电能力较强的硅材料，技术人员准备在纯净硅晶体中掺入少量杂质元素。 （1）若掺入少量硼元素，应形成哪一类杂质半导体？ （2）该类半导体中的多数载流子是什么？ （3）与本征半导体相比，掺杂后导电能力通常发生怎样的变化？ 【答案】（1）掺入少量三价硼元素后，应形成P型半导体。 （2）P型半导体中的多数载流子是空穴，少数载流子是自由电子。 （3）与本征半导体相比，掺杂后载流子数量增加，导电能力通常明显增强。 【解析】（1）硼是三价元素，掺入四价硅晶体后容易形成空穴，因此得到P型半导体。 （2）P型半导体以空穴导电为主，自由电子数量相对较少。 （3）杂质半导体通过掺杂增加载流子浓度，所以导电性能比本征半导体更强。 32. 某学习小组比较两块硅半导体材料：甲为纯净硅晶体，乙为在纯净硅晶体中掺入微量磷元素后的材料。 （1）甲属于哪一类半导体？ （2）乙属于哪一类半导体？说明判断依据。 （3）在常温下，甲和乙相比，哪一种材料的导电能力通常更强？ 【答案】（1）甲属于本征半导体。 （2）乙属于N型半导体。磷是五价元素，掺入四价硅晶体后会提供多余价电子，使自由电子成为多数载流子。 （3）乙的导电能力通常更强，因为掺杂后自由电子数量明显增加，载流子浓度高于本征半导体。 【解析】（1）纯净硅晶体没有人为掺入杂质，属于本征半导体。 （2）五价磷元素可向硅晶体提供多余电子，因此形成以自由电子为多数载流子的N型半导体。 （3）导电能力主要取决于载流子浓度，乙经过掺杂后载流子数量增加，所以导电能力强于甲。 33. 某电子电工实训室对一批用于自动照明控制的硅光敏元件进行入库检测。元件说明书标明：该硅片是在纯净硅中掺入微量五价砷元素制成的杂质半导体。检测时在元件两端加恒定电压 12 V，遮光状态下测得电流为 0.30 mA，强光照射状态下测得电流为 3.60 mA。质量要求为：强光照射时的电阻不大于遮光状态电阻的 15%，且光照后电导至少为遮光状态电导的 10 倍。（1）分别计算该元件在遮光状态和强光照射状态下的电阻，并计算光照前后的电导倍数。（2）根据计算结果判断该元件是否满足入库质量要求。（3）判断该硅片属于哪一类杂质半导体，并说明多数载流子是什么；同时说明光照后导电能力增强的原因。 【答案】（1）电阻公式为 ，电导公式为 。遮光状态电流 ，强光照射状态电流 。遮光状态电阻：。强光照射状态电阻：。光照前后的电导倍数：，即光照后电导为遮光状态的 12 倍。（2）强光照射时电阻占遮光状态电阻的比例为 ，小于 15%；光照后电导为遮光状态的 12 倍，大于 10 倍。因此该元件满足入库质量要求。（3）该硅片属于 N 型半导体，多数载流子是自由电子。光照使半导体内产生更多电子和空穴，载流子数量增加，所以导电能力增强。 【解析】（1）本题先利用欧姆定律分别求遮光和光照两种状态下的电阻，再用电导与电流成正比的关系求倍数。计算时应先把 mA 换算为 A，避免因单位错误导致电阻结果相差 1000 倍。（2）质量判断需要同时满足两个条件：光照电阻比例不大于规定值，电导倍数不小于规定值。计算结果表明两个条件均达到要求，所以可判定为合格。（3）五价杂质元素向硅晶体提供多余电子，形成以自由电子为多数载流子的 N 型半导体。光照会增强本征激发，使电子和空穴数量增加，体现了半导体的光敏特性。 34. 某电子材料检测岗位对一批硅半导体条进行入厂检验。该硅条是在纯净硅中掺入微量五价锑元素制成，样品长度为 20 mm，横截面积为 0.50 mm2。检测时在样品两端加 6.0 V 直流电压，测得电流为 2.40 mA；同尺寸纯净硅样品在相同电压下测得电流为 0.030 mA。企业规定：杂质硅条的电阻率不大于 120 Ω·m，且导电能力至少应为同尺寸纯净硅样品的 50 倍。（1）计算该杂质硅条的电阻、电阻率，并计算其导电能力约为同尺寸纯净硅样品的多少倍。（2）判断该杂质硅条属于哪一类杂质半导体，并说明多数载流子是什么。（3）根据计算结果和半导体类型，判断该样品是否符合企业规定；若不符合，应从掺杂工艺角度提出改进措施。 【答案】（1）杂质硅条电阻公式为 ，代入得 。横截面积 ，长度 。电阻率公式为 ，代入得 。同尺寸纯净硅样品电阻 。导电能力倍数可按电阻的反比计算，，所以该杂质硅条导电能力约为同尺寸纯净硅样品的 80 倍。（2）该杂质硅条属于 N 型半导体，多数载流子是自由电子。（3）该样品符合企业规定。其电阻率为 ，小于 ；导电能力约为纯净硅样品的 80 倍，大于规定的 50 倍。若生产中出现不符合要求的样品，可在工艺允许范围内适当提高五价杂质掺入浓度，并保证掺杂均匀，以增加多数载流子数量。 【解析】（1）先用欧姆定律由电压和电流求出电阻，再将横截面积和长度换算为国际单位后，用 求电阻率；同尺寸样品在相同电压下，电阻越小表示导电能力越强，因此可用两者电阻的反比求导电能力倍数。（2）五价锑元素掺入四价硅晶体后，多出的价电子容易成为自由电子，因此形成 N 型半导体，自由电子为多数载流子。（3）判断是否合格应同时比较电阻率指标和导电能力倍数指标。掺杂能显著增加多数载流子数量，若导电能力不足，应从控制掺杂浓度和掺杂均匀性方面改进。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 浙江省（单独招生考试）电子电工类 《电子技术基础与技能》（高教版） 半导体的基本特性与杂志半导体 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 常温下，纯净的硅或锗晶体属于本征半导体。下列关于本征半导体导电特点的表述，正确的是（ ） A. 载流子浓度较低，导电能力较弱 B. 自由电子很多，导电能力很强 C. 空穴数量为零，不能形成电流 D. 载流子只受电压影响，与温度无关 2. 半导体中的电子数大于空穴数，这样的半导体称为（ ） A. P型半导体 B. 本征半导体 C. N型半导体 D. 纯净半导体 3. 哪种电子元器件的阻值会随着光照强度变化（ ） A. 热敏电阻 B. 压敏电阻 C. 光敏电阻 D. 湿敏电阻 4. 在N型半导体中，该半导体的导电性能主要取决于（ ） A. 本征激发 B. 掺杂浓度 C. 外部电压 D. 外部电流 5. 半导体中的空穴（ ） A. 带正电 B. 带负电 C. 不带电 D. 不确定 6. 在纯净硅晶体中掺入少量五价元素磷后，形成的杂质半导体类型及其多数载流子是（ ） A. N型半导体，多数载流子为自由电子 B. P型半导体，多数载流子为空穴 C. N型半导体，多数载流子为空穴 D. P型半导体，多数载流子为自由电子 7. 本征半导体又叫（ ） A. 普通半导体 B. P型半导体 C. 杂质半导体 D. 纯净半导体 8. 半导体中参与导电的多数载流子是（ ） A. 自由电子 B. 空穴 C. 自由电子和空穴 D. 离子 9. 一般来说，本征半导体的导电能力______，当掺入某些适当微量元素后其导电能力______。（ ） A. 很强，更强 B. 很弱，很高 C. 很强，降低 D. 很弱，更弱 10. 某一集成电路的引脚如图所示，则1脚是（ ） A. a B. b C. c D. d 11. 在P型半导体中，下列说法正确的是（ ） A. 只有自由电子一种载流子 B. 多数载流子是自由电子少数载流子是空穴 C. 只有空穴一种载流子 D. 多数载流子是空穴少数载流子是自由电子 12. 纯净半导体掺入五价元素后成为（ ） A. N型半导体 B. P型半导体 C. 本征半导体 D. PN结 13. P型半导体中，多数载流子和少数载流子分别是（ ） A. 空穴、电子 B. 电子、空穴 C. 正离子、负离子 D. 负离子、正离子 14. 在纯净的半导体中加入______价的______可以得到N型半导体。（ ） A. 3，硼 B. 5，硼 C. 3，磷 D. 5，磷 15. 在P型半导体中（ ） A. 空穴是多数载流子，电子是少数载流子 B. 电子是多数载流子，空穴是少数载流子 C. 空穴的数量略多于电子 D. 电子、空穴一样多 16. 在杂质半导体中，多数载流子的浓度取决于杂质浓度，而少数载流子浓度则与______有很大关系。（ ） A. 温度 B. 电压 C. 杂质浓度 D. 电流 17. P型半导体中的少数载流子是（ ） A. 空穴 B. 自由电子 C. 电子和空 D. 带正电的电子 18. P型半导体是（ ） A. 纯净半导体 B. 掺杂半导体 C. 带正电的 D. 带负电的 19. 杂质半导体中少数载流子的浓度______本征半导体中载流子浓度。（ ） A. 大于 B. 等于 C. 小于 D. 无法比较 20. N型半导体中多数载流子是（ ） A. 空穴 B. 自由电子 C. 电子和空 D. 带正电的电子 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 杂质半导体是在本征半导体中有控制地掺入微量杂质形成的，掺杂后其导电能力通常会明显增强。（ ） 22. P型半导体中多数载流子是空穴，所以P型半导体带正电。（ ） 23. 在外电场作用下，半导体中同时出现电子电流和空穴电流。（ ） 24. N型半导体中主要参与导电的是带负电的自由电子，所以N型半导体带负电。（ ） 25. 无论什么状态下，P型半导体由于载流子是空穴，所以对外显正电性。（ ） 26. 在型半导体中掺入足够量的三价元素，可将其改型为型半导体。（ ） 27. 目前大部分遥控装置是应用半导体的热敏性来实现控制的。（ ） 28. 光照越强，温度越高，半导体的导电能力越强，说明半导体有光敏性和热敏性其实质是一样的。（ ） 29. 本征半导体内部没有空穴和自由电子。（ ） 30. 因为P型半导体多数载流子是带正电的空穴，所以P型半导体呈正电性。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 31. 某电子元件生产中需要获得导电能力较强的硅材料，技术人员准备在纯净硅晶体中掺入少量杂质元素。 （1）若掺入少量硼元素，应形成哪一类杂质半导体？ （2）该类半导体中的多数载流子是什么？ （3）与本征半导体相比，掺杂后导电能力通常发生怎样的变化？ 32. 某学习小组比较两块硅半导体材料：甲为纯净硅晶体，乙为在纯净硅晶体中掺入微量磷元素后的材料。 （1）甲属于哪一类半导体？ （2）乙属于哪一类半导体？说明判断依据。 （3）在常温下，甲和乙相比，哪一种材料的导电能力通常更强？ 33. 某电子电工实训室对一批用于自动照明控制的硅光敏元件进行入库检测。元件说明书标明：该硅片是在纯净硅中掺入微量五价砷元素制成的杂质半导体。检测时在元件两端加恒定电压 12 V，遮光状态下测得电流为 0.30 mA，强光照射状态下测得电流为 3.60 mA。质量要求为：强光照射时的电阻不大于遮光状态电阻的 15%，且光照后电导至少为遮光状态电导的 10 倍。（1）分别计算该元件在遮光状态和强光照射状态下的电阻，并计算光照前后的电导倍数。（2）根据计算结果判断该元件是否满足入库质量要求。（3）判断该硅片属于哪一类杂质半导体，并说明多数载流子是什么；同时说明光照后导电能力增强的原因。 34. 某电子材料检测岗位对一批硅半导体条进行入厂检验。该硅条是在纯净硅中掺入微量五价锑元素制成，样品长度为 20 mm，横截面积为 0.50 mm2。检测时在样品两端加 6.0 V 直流电压，测得电流为 2.40 mA；同尺寸纯净硅样品在相同电压下测得电流为 0.030 mA。企业规定：杂质硅条的电阻率不大于 120 Ω·m，且导电能力至少应为同尺寸纯净硅样品的 50 倍。（1）计算该杂质硅条的电阻、电阻率，并计算其导电能力约为同尺寸纯净硅样品的多少倍。（2）判断该杂质硅条属于哪一类杂质半导体，并说明多数载流子是什么。（3）根据计算结果和半导体类型，判断该样品是否符合企业规定；若不符合，应从掺杂工艺角度提出改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $