半導(dǎo)體物理復(fù)習(xí)要點(diǎn)答案-資料下載頁(yè)
2025-01-14 18:45本頁(yè)面
【正文】 和導(dǎo)帶底電子的有效質(zhì)量之比mp/mn187。，導(dǎo)帶的有效狀態(tài)密度NC187。180。1019/cm3, kT187。 eV。試計(jì)算：1）室溫(300K)下，純凈單晶硅的本征費(fèi)米能級(jí)Ei；2）室溫(300K)下，摻磷濃度為1018/cm3的n型單晶硅的費(fèi)米能級(jí)EF 。解：1）純凈單晶硅的本征費(fèi)米能級(jí) eV 處2）摻磷濃度為的n型單晶硅的費(fèi)米能級(jí) eV處，1016cm3，試分別求出其中的空穴的濃度和費(fèi)米能級(jí)的相對(duì)位置，并判斷樣品的導(dǎo)電類型。1016cm3的受主雜質(zhì)，這兩塊樣品的導(dǎo)電類型又將怎樣？解：由 得 可見(jiàn)，又因?yàn)? ，則1016cm3的受主雜質(zhì)，那么將出現(xiàn)雜質(zhì)補(bǔ)償，第一種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將變?yōu)閜型半導(dǎo)體，第二種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將近似為本征半導(dǎo)體。答：,；,。1016cm3的受主雜質(zhì)后，第一種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將變?yōu)閜型半導(dǎo)體，第二種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將近似為本征半導(dǎo)體。6. 1017cm3的Si材料，試求溫度分別為300K和400K時(shí)此材料的載流子濃度和費(fèi)米能級(jí)的相對(duì)位置。解：由于雜質(zhì)基本全電離，雜質(zhì)補(bǔ)償之后，有效施主濃度則300K時(shí)，電子濃度 空穴濃度 費(fèi)米能級(jí) 在400K時(shí)，根據(jù)電中性條件 和 得到費(fèi)米能級(jí)答： ，；400 。7. 現(xiàn)有一摻雜半導(dǎo)體硅材料，已測(cè)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。1) 計(jì)算該材料的平衡電子濃度n0；2) 判別該材料的導(dǎo)電類型。3) 計(jì)算該材料的費(fèi)米能級(jí)位置EF。 解：1）平衡電子濃度 2）因?yàn)?，故為型半?dǎo)體 3）費(fèi)米能級(jí) 費(fèi)米能級(jí)位于禁帶中線下處 、300K和500K下的載流子濃度。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。1016cm3，試計(jì)算300K時(shí)的電子濃度和空穴濃度各為多少？解：在300K時(shí)，因?yàn)镹D10ni，因此雜質(zhì)全電離n0=ND≈1016cm3答： 103cm3。，試求EF=（EC+ED）/2時(shí)施主的濃度。解：由于半導(dǎo)體是非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體，所以有電中性條件n0=ND+答：ND為二倍NC。 (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。若摻入百萬(wàn)分之一的磷（P）后，計(jì)算室溫下電子濃度n0和空穴濃度p0和電阻率r。（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(xiàn)，180。1022/cm3） 解：半導(dǎo)體鍺的本征載流子濃度 電子濃度約等于施主雜質(zhì)磷原子的濃度 空穴濃度 摻雜鍺的電阻率 12. 試求本征硅在室溫(300K)時(shí)的電導(dǎo)率。設(shè)電子遷移率和空穴遷移率分別為和，本征載流子濃度。當(dāng)摻入百萬(wàn)分之一的砷（As）后，電子遷移率降低為，設(shè)雜質(zhì)全部電離，忽略少子的貢獻(xiàn)，計(jì)算其電導(dǎo)率，并與本征電導(dǎo)率作比較。（硅的原子密度為 解：本征硅在室溫(300K)時(shí)的電導(dǎo)率 摻雜硅在室溫(300K)時(shí)的電導(dǎo)率 兩者比較：即電導(dǎo)率增大了150萬(wàn)倍109kg的Sb，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求出此材料的電導(dǎo)率。（，）解：故材料的電導(dǎo)率為答：。14. 光均勻照射在6的n型Si樣品上，電子空穴對(duì)的產(chǎn)生率為41021cm3s1，樣品壽命為8181。s。試計(jì)算光照前后樣品的電導(dǎo)率。解：光照前光照后 Δp=Gτ=（41021）（8106）=1017 cm3則答：。，在4181。m內(nèi)的濃度差為21016cm3，試計(jì)算空穴的擴(kuò)散電流密度。解： 答：╳105A/m2。16. 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(shì)差VD。解： （4分）兩式相除取對(duì)數(shù)： 10. 某Shottky二極管，1016cm3，加上4V的正向電壓時(shí)，試求勢(shì)壘的寬度為多少？解：答：103m。
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