半導(dǎo)體物理復(fù)習要點答案(文件)
【正文】 積累，然后依靠擴散運動形成電流，因此pn結(jié)二極管的高頻性能不佳。 因此，肖特基勢壘二極管在高速集成電路、微波技術(shù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。實際上，由于半導(dǎo)體材料常常具有很高的表面態(tài)密度，無論n型或p型半導(dǎo)體與金屬接觸都會形成勢壘阻擋層，而與金屬功函數(shù)關(guān)系不大。 9. 什么叫施主？施主電離前后有何特征？試舉例說明之，并用能帶圖表征出n型半導(dǎo)體。 例如，在Si中摻P，P為Ⅴ族元素，本征半導(dǎo)體Si為Ⅳ族元素，P摻入Si中后，P的最外層電子有四個與Si的最外層四個電子配對成為共價電子，而P的第五個外層電子將受到熱激發(fā)掙脫原子實的束縛進入導(dǎo)帶成為自由電子。 受主電離成為帶負電的離子（中心）的過程就叫受主電離。p型半導(dǎo)體的能帶圖如圖所示：其費米能級位于禁帶下方11. 試分別說明：1）在一定的溫度下，對本征材料而言，材料的禁帶寬度越窄，載流子濃度越高；2）對一定的材料，當摻雜濃度一定時，溫度越高，載流子濃度越高。由公式可知，這時兩式中的指數(shù)項將因此而增加，從而導(dǎo)致載流子濃度增加。在內(nèi)建電場作用下，載流子的漂移運動和擴散運動方向相反，內(nèi)建電場阻礙載流子的擴散運動。求：1）能帶寬度；2）能帶底和能帶頂?shù)挠行з|(zhì)量。若摻入百萬分之一的磷（P）后，計算室溫下電子濃度n0、空穴濃度p0和電阻率r。s。試計算：1）室溫(300K)下，純凈單晶硅的本征費米能級Ei；2）室溫(300K)下，摻磷濃度為1016/cm3的n型單晶硅的費米能級EF 。解：（1） 由題意得：（2）（1）（1）（2）答：。 eV，價帶頂空穴和導(dǎo)帶底電子的有效質(zhì)量之比mp/mn187。 eV。答：,；,。7. 現(xiàn)有一摻雜半導(dǎo)體硅材料，已測得室溫(300K)下的平衡空穴濃度為, 已知室溫下純凈單晶硅的禁帶寬度, 本征載流子濃度，室溫的值為。解： 假設(shè)載流子的有效質(zhì)量近似不變，則所以，由 ，有 答：1080cm3，300 109cm3，1014cm3。 (300K) 下，半導(dǎo)體鍺（Ge）的本征電阻率為，已知其電子遷移率mn和空穴遷移率mp分別為3600 cm2/Vs和1700 cm2/Vs，試求半導(dǎo)體鍺的本征載流子濃度ni。設(shè)電子遷移率和空穴遷移率分別為和，本征載流子濃度。14. 光均勻照射在6的n型Si樣品上，電子空穴對的產(chǎn)生率為41021cm3s1，樣品壽命為8181。，在4181。解： （4分）兩式相除取對數(shù)： 10. 某Shottky二極管，1016cm3，加上4V的正向電壓時，試求勢壘的寬度為多少？解：答：103m。解： 答：╳105A/m2。試計算光照前后樣品的電導(dǎo)率。（硅的原子密度為 解：本征硅在室溫(300K)時的電導(dǎo)率 摻雜硅在室溫(300K)時的電導(dǎo)率 兩者比較：即電導(dǎo)率增大了150萬倍109kg的Sb，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求出此材料的電導(dǎo)率。（假定遷移率不隨摻雜而變化，雜質(zhì)全部電離并忽略少子的貢獻，180。，試求EF=（EC+ED）/2時施主的濃度。3) 計算該材料的費米能級位置EF。6. 1017cm3的Si材料，試求溫度分別為300K和400K時此材料的載流子濃度和費米能級的相對位置。解：1）純凈單晶硅的本征費米能級 eV 處2）摻磷濃度為的n型單晶硅的費米能級 eV處，1016cm3，試分別求出其中的空穴的濃度和費米能級的相對位置，并判斷樣品的導(dǎo)電類型。180。試求: 1) 禁帶寬度；2) 導(dǎo)帶底電子有效質(zhì)量； 3) 價帶頂電子有效質(zhì)量。解：價帶頂附近等能面為球面, 因此有效質(zhì)量各向同性，均為：電子有效質(zhì)量: 空穴有效質(zhì)量: 空穴波矢： 因為: 空穴速度: 其中E0=3eV，晶格常數(shù)a=5х1011m。2. 已知室溫(300K)下硅的禁帶寬度Eg187。1022/cm3） 5．設(shè)有一半導(dǎo)體鍺組成的突變pn結(jié)，已知n區(qū)施主濃度ND=1015/cm3, p區(qū)受主濃度NA=1017/cm3, 試求室溫(300K)下該pn結(jié)的接觸電勢差VD和XD. （180。1016cm3的受主雜質(zhì)，這兩塊樣品的導(dǎo)電類型又將怎樣？
教學(xué)教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1