第1卷 半导体的基本特性与本征半导体 重庆市（高职分类考试）《电子技术基础与技能》（高教版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电子技术基础与技能》（高教版） 半导体的基本特性与本征半导体 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. 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. 湿敏电阻 D. 光敏电阻 2. 半导体材料的导电能力通常表现为（ ） A. 导电能力比金属更强 B. 导电能力处于中间水平 C. 导电能力接近理想绝缘体 D. 导电能力完全固定不变 3. 半导体受光照后，其导电能力会（ ）。 A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 丧失 4. 下列对物质的分类说法错误的是（ ） A. 物质按照导电能力强弱可以分为导体、绝缘体、半导体。 B. 导体的导电能力最强。 C. 半导体的导电能力最弱。 D. 绝缘体能够良好地隔绝电流。 5. 半导体导电的载流子是_____，金属导电的载流子是（ ） A. 电子，电子 B. 空穴和电子，电子 C. 空穴和电子，空穴 D. 电子，空穴 6. 常用的半导体材料有（ ） A. 硅和磷 B. 锗与硼 C. 硼和磷 D. 硅和锗 7. 当晶体管的PN结导通后，则导电的是（ ） A. 多数载流子 B. 少数载流子 C. 无法确定 D. 既有多数载流子，又有少数载流子 8. 本征半导体中的电子-空穴对是由于______形成的。（ ） A. 外电场的作用 B. 热激发 C. 热击穿 D. 掺入杂质 9. 半导体材料的导电能力介于_______之间。（ ） A. 直流电和交流电 B. 金属和非金属 C. 正电荷和负电荷 D. 导体和绝缘体 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. 在常温下，本征半导体中参与导电的载流子主要是（ ） A. 自由电子和空穴 B. 金属离子和电子 C. 正离子和负离子 D. 原子核和中子 12. 半导体中的电子浓度等于空穴浓度，这样的半导体为（ ） A. P型半导体 B. 本征半导体 C. N型半导体 D. 杂质半导体 13. 半导体的导电特性主要由_____决定（ ） A. 温度 B. 杂质浓度 C. 光照 D. 以上都是 14. P型半导体是利用半导体的______制成的。（ ） A. 光敏性 B. 热敏性 C. 导电性 D. 掺杂性 15. 下列关于半导体温度特性的表述，正确的是（ ） A. 温度升高时导电能力增强 B. 温度升高时导电能力消失 C. 温度降低时导电能力恒定 D. 温度变化时导电能力反向 16. 半导体中空穴和自由电子数目相等，这样的半导体称为（ ） A. P型半导体 B. N型半导体 C. 本征半导体 D. 掺杂半导体 17. 在本征半导体中，自由电子浓度（ ）空穴浓度。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能确定 18. 本征半导体中，自由电子和空穴的数量关系是（ ）​ A. 自由电子多于空穴​ B. 空穴多于自由电子​ C. 数量相等​ D. 无法确定​ 19. 半导体中参与导电的多数载流子是（ ） A. 自由电子 B. 空穴 C. 离子 D. 自由电子和空穴 20. 单向晶闸管由4块掺杂半导体组成，三极管由3块掺杂半导体组成，二极管由2块掺杂半导体组成，（ ） A. 一只二极管，一只三极管组合具有一只单向晶闸管的功能 B. 两只三极管组合后可具有一只单向晶闸管的功能 C. 二极管与三极管任何组合形式均不会有一只单向晶闸管的功能 D. 两只二极管串联具有一只单向晶闸管的功能 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 本征半导体是未掺入杂质、由纯净半导体材料形成的半导体。（ ） 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. 本征半导体中只有自由电子能够导电，空穴不参与导电。（ ） 24. P、N型半导体都是纯净的半导体。（ ） 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. 在半导体内部，型半导体只有电子是载流子。（ ） 29. 本征半导体的导电性能强于杂质半导体。（ ） 30. 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。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述半导体的两个基本特性。 32. 简述本征半导体中电子空穴对的形成及其导电作用。 33. 简述半导体与本征半导体的基本特点。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 在重庆某电子装配实训室，技术人员对一片未掺杂、晶格较完整的硅片进行入库检测。硅片被制成两端电极间距为 20 mm、横截面积为 2 mm2 的测试样品，在两端加稳定直流电压 10 V。暗态 25 ℃ 时测得电流为 0.25 mA；暗态加热到 65 ℃ 时测得电流为 1.00 mA；恢复到 25 ℃ 后用强光照射，测得电流为 0.80 mA。（1）分别计算该硅片在暗态 25 ℃、暗态 65 ℃和 25 ℃强光照射时的电阻，并计算暗态 65 ℃时电阻相对暗态 25 ℃时减小的百分比。（2）根据计算结果，判断该硅片的导电能力随温度和光照条件如何变化。（3）结合本征半导体中载流子的形成，分析温度升高和光照增强使硅片电阻变化的原因。 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 $ 重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电子技术基础与技能》（高教版） 半导体的基本特性与本征半导体 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. 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. 湿敏电阻 D. 光敏电阻 【答案】D 【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 D 选项。 2. 半导体材料的导电能力通常表现为（ ） A. 导电能力比金属更强 B. 导电能力处于中间水平 C. 导电能力接近理想绝缘体 D. 导电能力完全固定不变 【答案】B 【解析】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，这是半导体区别于金属导体和绝缘体的基本特性。温度、光照和掺杂等条件会影响半导体的导电能力。 3. 半导体受光照后，其导电能力会（ ）。 A. 增强 B. 减弱 C. 不变 D. 丧失 【答案】A 【解析】半导体受光照后，其导电能力会增强。原因如下： 当光子能量大于半导体禁带宽度时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，同时在价带中留下自由空穴，从而产生了非平衡载流子，使半导体中的载流子浓度增加，进而导致材料的导电能力增强。 4. 下列对物质的分类说法错误的是（ ） A. 物质按照导电能力强弱可以分为导体、绝缘体、半导体。 B. 导体的导电能力最强。 C. 半导体的导电能力最弱。 D. 绝缘体能够良好地隔绝电流。 【答案】C 【解析】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。 5. 半导体导电的载流子是_____，金属导电的载流子是（ ） A. 电子，电子 B. 空穴和电子，电子 C. 空穴和电子，空穴 D. 电子，空穴 【答案】B 【解析】半导体中存在两类载流子：自由电子和空穴，二者都能参与导电；金属导电主要依靠自由电子定向移动，金属中不存在以空穴为主要载流子的导电机制。因此本题应选B。 6. 常用的半导体材料有（ ） A. 硅和磷 B. 锗与硼 C. 硼和磷 D. 硅和锗 【答案】D 【解析】常用的半导体材料主要有硅和锗。硼、磷等通常作为掺杂元素使用，用于形成P型或N型半导体，并不是最常用的本征半导体材料。因此本题应选C。 7. 当晶体管的PN结导通后，则导电的是（ ） A. 多数载流子 B. 少数载流子 C. 无法确定 D. 既有多数载流子，又有少数载流子 【答案】D 【解析】PN结导通时，正向偏置降低势垒区阻碍，多数载流子能够越过PN结并发生扩散，同时少数载流子也参与结区中的复合和导电过程。因此PN结导通后的导电过程既与多数载流子有关，也与少数载流子有关，应选C。 8. 本征半导体中的电子-空穴对是由于______形成的。（ ） A. 外电场的作用 B. 热激发 C. 热击穿 D. 掺入杂质 【答案】B 【解析】本征半导体中，价电子在温度作用下获得能量，可以挣脱共价键束缚成为自由电子，同时在原位置留下空穴，这一过程称为热激发或本征激发。因此电子-空穴对主要由热激发形成，应选B。 9. 半导体材料的导电能力介于_______之间。（ ） A. 直流电和交流电 B. 金属和非金属 C. 正电荷和负电荷 D. 导体和绝缘体 【答案】D 【解析】半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间。所以选择 D 选项。 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. 在常温下，本征半导体中参与导电的载流子主要是（ ） A. 自由电子和空穴 B. 金属离子和电子 C. 正离子和负离子 D. 原子核和中子 【答案】A 【解析】本征半导体没有人为掺入杂质，受热激发后会产生电子空穴对。自由电子和空穴都能参与导电，因此它们是本征半导体中的主要载流子。 12. 半导体中的电子浓度等于空穴浓度，这样的半导体为（ ） A. P型半导体 B. 本征半导体 C. N型半导体 D. 杂质半导体 【答案】B 【解析】电子浓度等于空穴浓度的半导体是本征半导体，B选项正确。 13. 半导体的导电特性主要由_____决定（ ） A. 温度 B. 杂质浓度 C. 光照 D. 以上都是 【答案】D 【解析】半导体的导电特性受温度、杂质浓度和光照等因素影响。所以选择D选项。 14. P型半导体是利用半导体的______制成的。（ ） A. 光敏性 B. 热敏性 C. 导电性 D. 掺杂性 【答案】D 【解析】P型半导体是在本征半导体中掺入三价杂质元素形成的，掺杂后空穴成为多数载流子。这体现的是半导体的掺杂性，而不是热敏性、光敏性或一般导电性。因此本题应选A。 15. 下列关于半导体温度特性的表述，正确的是（ ） A. 温度升高时导电能力增强 B. 温度升高时导电能力消失 C. 温度降低时导电能力恒定 D. 温度变化时导电能力反向 【答案】A 【解析】温度升高时，半导体中获得能量而形成的自由电子和空穴增多，导电能力通常增强。金属导体温度升高时电阻增大的规律不能直接套用于半导体。 16. 半导体中空穴和自由电子数目相等，这样的半导体称为（ ） A. P型半导体 B. N型半导体 C. 本征半导体 D. 掺杂半导体 【答案】C 【解析】本征半导体是纯净且晶体结构完整的半导体，其中热激发产生的自由电子和空穴总是成对出现，因此自由电子数目与空穴数目相等。符合题干描述的是本征半导体，应选C。 17. 在本征半导体中，自由电子浓度（ ）空穴浓度。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不能确定 【答案】C 【解析】本征半导体是一种纯净的半导体材料。在晶体结构中，本征半导体中几乎不掺杂其他元素或化学物质。 18. 本征半导体中，自由电子和空穴的数量关系是（ ）​ A. 自由电子多于空穴​ B. 空穴多于自由电子​ C. 数量相等​ D. 无法确定​ 【答案】C 【解析】本征半导体中没有人为掺入杂质，载流子主要来自热激发产生的电子-空穴对。每产生一个自由电子，同时产生一个空穴，因此自由电子和空穴数量相等，应选C。 19. 半导体中参与导电的多数载流子是（ ） A. 自由电子 B. 空穴 C. 离子 D. 自由电子和空穴 【答案】D 【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D选项。 20. 单向晶闸管由4块掺杂半导体组成，三极管由3块掺杂半导体组成，二极管由2块掺杂半导体组成，（ ） A. 一只二极管，一只三极管组合具有一只单向晶闸管的功能 B. 两只三极管组合后可具有一只单向晶闸管的功能 C. 二极管与三极管任何组合形式均不会有一只单向晶闸管的功能 D. 两只二极管串联具有一只单向晶闸管的功能 【答案】B 【解析】单向晶闸管为PNPN四层结构，从等效电路角度可看作由一只PNP型三极管和一只NPN型三极管交叉耦合组成，因此两只三极管组合后可具有单向晶闸管的基本功能。故本题应选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 本征半导体是未掺入杂质、由纯净半导体材料形成的半导体。（ ） 【答案】正确 【解析】本征半导体指纯净的半导体晶体，内部没有人为掺入杂质。它的导电主要依靠受激产生的自由电子和空穴。 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型半导体中空穴是多数载流子，但晶体内部还存在带负电的受主离子和电子等电荷，整体正负电荷仍然平衡。多数载流子为空穴并不表示半导体整体带正电，因此该说法错误。 23. 本征半导体中只有自由电子能够导电，空穴不参与导电。（ ） 【答案】错误 【解析】本征半导体中自由电子和空穴都能参与导电。题干把载流子只限定为自由电子，忽略了空穴的导电作用。 24. P、N型半导体都是纯净的半导体。（ ） 【答案】错误 【解析】P、N型半导体是在纯净半导体中加入了及其微量的杂质元素得到的，所以是杂质半导体。 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型半导体的多数载流子是空穴，但掺杂形成的受主离子带负电，整体上正负电荷相互平衡，对外通常仍呈电中性。不能因为空穴为多数载流子就认为P型半导体对外显正电性，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型半导体中电子为多数载流子，是由于施主杂质浓度占优势。若再掺入足够量的三价受主杂质，当受主杂质浓度超过原有施主杂质浓度时，空穴可成为多数载流子，半导体可由N型转变为P型。因此该说法正确。 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】常见遥控装置多利用红外光等光信号进行发射和接收，接收端半导体器件主要利用半导体的光敏特性，而不是热敏性。热敏性是指温度变化引起导电性能变化，因此该说法错误。 28. 在半导体内部，型半导体只有电子是载流子。（ ） 【答案】错误 【解析】N型半导体中自由电子是多数载流子，空穴是少数载流子。虽然电子数量远多于空穴，但空穴仍然存在并可参与导电，不能说只有电子是载流子。因此该说法错误。 29. 本征半导体的导电性能强于杂质半导体。（ ） 【答案】错误 【解析】本征半导体载流子主要由热激发产生，室温下载流子浓度较低，导电能力较弱。杂质半导体通过掺杂显著增加多数载流子浓度，导电能力通常强于本征半导体。因此“本征半导体的导电性能强于杂质半导体”的说法错误。 30. 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。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述半导体的两个基本特性。 【答案】（1）半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。 （2）半导体的导电能力容易受温度、光照和掺杂等外界条件影响。 （3）半导体中既可以有自由电子导电，也可以有空穴导电。 【解析】本题考查半导体区别于导体和绝缘体的基础特征。答题时应围绕导电能力的位置、外界条件影响和载流子类型进行说明。 32. 简述本征半导体中电子空穴对的形成及其导电作用。 【答案】（1）本征半导体受热或受光照时，部分价电子获得能量脱离共价键，形成自由电子。 （2）价电子离开原位置后，在共价键中留下空穴。 （3）自由电子和空穴在外电场作用下定向运动，共同形成电流。 【解析】本征半导体的导电来源于电子空穴对的产生。自由电子带负电参与导电，空穴等效为正电载流子，也会在外电场作用下参与导电。 33. 简述半导体与本征半导体的基本特点。 【答案】（1）半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，常用材料有硅和锗。 （2）半导体的导电性受温度、光照和杂质等因素影响明显。 （3）本征半导体是纯净且结构完整的半导体，内部载流子为自由电子和空穴。 （4）本征半导体中自由电子数与空穴数相等，室温下导电能力较弱。 【解析】本题考查半导体基本特性和本征半导体概念。答题应围绕导电能力、外界因素影响、纯净晶体特征以及电子与空穴两类载流子作答。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 在重庆某电子装配实训室，技术人员对一片未掺杂、晶格较完整的硅片进行入库检测。硅片被制成两端电极间距为 20 mm、横截面积为 2 mm2 的测试样品，在两端加稳定直流电压 10 V。暗态 25 ℃ 时测得电流为 0.25 mA；暗态加热到 65 ℃ 时测得电流为 1.00 mA；恢复到 25 ℃ 后用强光照射，测得电流为 0.80 mA。（1）分别计算该硅片在暗态 25 ℃、暗态 65 ℃和 25 ℃强光照射时的电阻，并计算暗态 65 ℃时电阻相对暗态 25 ℃时减小的百分比。（2）根据计算结果，判断该硅片的导电能力随温度和光照条件如何变化。（3）结合本征半导体中载流子的形成，分析温度升高和光照增强使硅片电阻变化的原因。 【答案】（1）电阻公式为 。暗态 25 ℃ 时，，。暗态 65 ℃ 时，，。25 ℃强光照射时，，。暗态 65 ℃时电阻相对暗态 25 ℃时减小的百分比为 。（2）暗态下温度由 25 ℃升高到 65 ℃，电阻由 40 kΩ减小到 10 kΩ，说明温度升高时硅片导电能力增强；25 ℃强光照射时电阻由暗态的 40 kΩ减小到 12.5 kΩ，说明光照增强时硅片导电能力增强。（3）该硅片可按本征半导体分析。本征半导体中自由电子和空穴成对产生，且数量相等；温度升高或光照增强时，更多价电子获得能量挣脱共价键束缚，形成更多电子空穴对，载流子数目增加，导电能力增强，电阻减小。 【解析】（1）本题先将毫安换算为安，再用欧姆定律分别计算三种工况的电阻，最后用电阻减小量与原电阻的比值求百分比，计算过程应保留单位。（2）在相同外加电压下，测得电流越大，按 得到的电阻越小，表示材料导电能力越强。三组数据表明硅片具有半导体的热敏特性和光敏特性。（3）本征半导体不是靠掺杂产生多数载流子，而是依靠本征激发形成自由电子和空穴。温度和光照提供能量后，本征激发增强，电子空穴对增多，因此电阻下降。 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 $