半導體物理學(劉恩科)第六第七版第一章到第八章完整課后題答案(編輯修改稿)
2025-07-21 19:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 . 制造晶體管一般是在高雜質(zhì)濃度的n型襯底上外延一層n型外延層，再在外延層中擴散硼、磷而成的。 （1）設(shè)n型硅單晶襯底是摻銻的，，計算銻的濃度和導帶中電子濃度。 （2）設(shè)n型外延層雜質(zhì)均勻分布，180。1015cm3,計算300K時EF的位置及電子和空穴濃度。 （3）在外延層中擴散硼后，硼的濃度分布隨樣品深度變化。180。1015cm3,計算300K時EF的位置及電子和空穴濃度。 （4）如溫度升到500K，計算③中電子和空穴的濃度（本征載流子濃度數(shù)值查圖37）。21. 試計算摻磷的硅、鍺在室溫下開始發(fā)生弱簡并時的雜質(zhì)濃度為多少？22. 利用上題結(jié)果，計算摻磷的硅、鍺的室溫下開始發(fā)生弱簡并時有多少施主發(fā)生電離？導帶中電子濃度為多少？第四章習題及答案1. 300K時，Ge的本征電阻率為47Wcm，如電子和空穴遷移率分別為3900cm2/( )和1900cm2/( )。 試求Ge 的載流子濃度。解：在本征情況下，,由知2. 試計算本征Si在室溫時的電導率，設(shè)電子和空穴遷移率分別為1350cm2/( )和500cm2/( )。當摻入百萬分之一的As后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試計算其電導率。比本征Si的電導率增大了多少倍？解：300K時，查表32或圖37可知，室溫下Si的本征載流子濃度約為。本征情況下，金鋼石結(jié)構(gòu)一個原胞內(nèi)的等效原子個數(shù)為個，則其原子密度為。摻入百萬分之一的As,雜質(zhì)的濃度為，雜質(zhì)全部電離后，這種情況下，查圖414（a）可知其多子的遷移率為800 cm2/( )比本征情況下增大了倍3. ，試計算室溫時多數(shù)載流子和少數(shù)載流子濃度。解：查表415(b)可知，室溫下，,查表32或圖37可知，室溫下Si的本征載流子濃度約為,4. ，180。109kg的Sb，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求該材料的電阻率[mn=( ),]。解：該Ge單晶的體積為：。Sb摻雜的濃度為：查圖37可知，室溫下Ge的本征載流子濃度，屬于過渡區(qū)5. 500g的Si單晶，180。105g 的B ，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求該材料的電阻率[mp=500cm2/( ),]。解：該Si單晶的體積為：。B摻雜的濃度為：查表32或圖37可知，室溫下Si的本征載流子濃度約為。因為，屬于強電離區(qū)，6. ( VS),Si 的電導有效質(zhì)量mc=, 加以強度為104V/m的電場，試求平均自由時間和平均自由程。解：由知平均自由時間為由于電子做熱運動，則其平均漂移速度為平均自由程為7. 長為2cm的具有矩形截面的Ge樣品，截面線度分別為1mm 和2mm，摻有1022m3受主，試求室溫時樣品的電導率和電阻。再摻入5180。1022m3施主后，求室溫時樣品的電導率和電阻。解：，查圖414（b）可知，這個摻雜濃度下，Ge的遷移率為1500 cm2/( ),又查圖37可知，室溫下Ge的本征載流子濃度，屬強電離區(qū)，所以電導率為電阻為摻入5180。1022m3施主后總的雜質(zhì)總和，查圖414（b）可知，這個濃度下，Ge的遷移率為3000 cm2/( ),電阻為 8. ，長1mm,接于10V的電源上，問： ①樣品的電阻是多少？ ②樣品的電阻率應是多少？ ③應該摻入濃度為多少的施主？解：① 樣品電阻為 ② 樣品電阻率為 ③ 查表415（b）知，室溫下，電阻率的n型Si摻雜的濃度應該為。9. 試從圖413求雜質(zhì)濃度為1016cm3和1018cm3的Si，當溫度分別為50OC和+150OC時的電子和空穴遷移率。解：電子和空穴的遷移率如下表，遷移率單位cm2/( )濃度溫度1016cm31018cm350OC+150OC50OC+150OC電子2500750400350空穴80060020010010. 試求本征Si在473K 時的電阻率。解：查看圖37，可知，在473K時，Si的本征載流子濃度，在這個濃度下，查圖413可知道， 11. 截面積為103cm2,摻有濃度為1013cm3的p型Si樣品，樣品內(nèi)部加有強度為103V/cm的電場，求； ①室溫時樣品
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