半導(dǎo)體物理學(xué)(劉恩科第七版)習(xí)題答案(比較完全)學(xué)習(xí)資料

精品文檔第一章習(xí)題1．設(shè)晶格常數(shù)為a的一維晶格，導(dǎo)帶極小值附近能量E(k)和價帶極大值附近c能量E(k)分別為：Vh2k2h2(kk)2,E(k)h2k6mhk21322E=c13mmm0V000m為電子慣性質(zhì)量，k,a0.314nm。試求：01a（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;（4）價帶頂電子躍遷到導(dǎo)帶底時準動量的變化解：（1）導(dǎo)帶：由2k2(1)02kk23mm00得：k43k122228又因為：c20dE23mm3m0dk2003所以：在kk處，Ec取極小值4價帶：62dEVdkk0得k0m06dE2V又因為20,所以k0處，E取極大值dk2m0Vk220.64eV13因此：EE(k)E(0)412m0gC1V3m802(2)m*nCd2ECdk23kk41精品文檔精品文檔2(3)m*nVm06dE2Vdk2k01(4)準動量的定義：pk3所以：p(k)(k)k07.951025N/s4k3kk01412.晶格常數(shù)為0.25nm的一維晶格，當(dāng)外加10V/m，10V/m的電場時，試分別計27算電子自能帶底運動到能帶頂所需的時間。fqEhk根據(jù)：得tqEk解：t(0)at1.610191028.27108s1(0)at1.610191078.271013s2補充題1分別計算Si（100），（110），（111）面每平方厘米內(nèi)的原子個數(shù)，即原子面密度（提示：先畫出各晶面內(nèi)原子的位置和分布圖）Si在（100），（110）和（111）面上的原子分布如圖1所示：（a）(100)晶面（b）(110)晶面精品文檔精品文檔（c）(111)晶面141（100）：42a226.781014atom/cm29.591014atom/cm27.831014atom/cm2a2(5.43108)2241214（110）：422aa2a241212442（111）：323a2a2a補充題271一維晶體的電子能帶可寫為E（k)2(coskacos2ka)，ma828式中a為晶格常數(shù)，試求（1）布里淵區(qū)邊界；（2）能帶寬度；（3）電子在波矢k狀態(tài)時的速度；（4）能帶底部電子的有效質(zhì)量m*；n（5）能帶頂部空穴的有效質(zhì)量m*pdE(k)0得kn解：（1）由dka（n=0，1，2…）進一步分析k(21)，E（k）有極大值，an精品文檔精品文檔22E（k)MAXma2k2n時，E（k）有極小值ak(2n1)所以布里淵區(qū)邊界為a22ma1dEE（k)E(k)MAX(2)能帶寬度為2MINv(sinka1sin2ka)(3）電子在波矢k狀態(tài)的速度dkma4（4）電子的有效質(zhì)量2mm*(coska1cos2ka)d2En2dk22n能帶底部km2m所以*na(2n1)(5)能帶頂部k，a且m*m*，pn2m空穴的有效質(zhì)量m*3p所以能帶頂部精品文檔精品文檔第二章習(xí)題1.實際半導(dǎo)體與理想半導(dǎo)體間的主要區(qū)別是什么？答：（1）理想半導(dǎo)體：假設(shè)晶格原子嚴格按周期性排列并靜止在格點位置上，實際半導(dǎo)體中原子不是靜止的，而是在其平衡位置附近振動。（2）理想半導(dǎo)體是純凈不含雜質(zhì)的，實際半導(dǎo)體含有若干雜質(zhì)。（3）理想半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)是完整的，實際半導(dǎo)體中存在點缺陷，線缺陷和面缺陷等。2.以As摻入Ge中為例，說明什么是施主雜質(zhì)、施主雜質(zhì)電離過程和n型半導(dǎo)體。As有5個價電子，其中的圍的四個Ge原子形成共價鍵，還剩余一個電子，同時As原子個As原子取代一個Ge原子，其的電子但這種束縛很弱,很小的能量就可使電子，而As原子能夠施放電子而在導(dǎo)帶中產(chǎn)生為施主雜質(zhì)或N型雜質(zhì)，摻有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體。四個價電子與周所在處也多余一個正電荷，稱為正離子中心，所以，一效果是形成一個正電中心和一個多余的電子.多余束縛在正電中心，電子擺脫束縛，成為在晶格中導(dǎo)電的自由形成一個不能移動的正電中心。這個過程叫做施主雜質(zhì)的電離過程。電子并形成正電中心，稱3.以Ga摻入Ge中為例，說明什么是受主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)電離過程和p型半導(dǎo)體。Ga有3個價電子，它與周圍的四個Ge原子形成共價鍵，還缺少一個電子，于是在Ge晶體的共價鍵中產(chǎn)生了一個空穴，而Ga原子接受一個電子后所在處形成一個負離子中心，所以，一個Ga原子取代一個Ge原子，其效果是形成一個負電中心和一個空穴，空穴束縛在Ga原子附近，但這種束縛很弱，很小的能量就可使空穴擺脫束縛，成為在晶格中自由運動的導(dǎo)電空穴，而Ga原子形成一個不能移動的負電中心。這個過程叫做受主雜質(zhì)的電離過程，能夠接受電子而在價帶中產(chǎn)生空穴，并形成負電中心的雜質(zhì)，稱為受主雜質(zhì)，摻有受主型雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體。4.以Si在GaAs中的雙性行為。Si取代GaAs中的Ga原子則起施主作用；Si取代GaAs中的As原子作用。導(dǎo)帶中電子濃度隨硅雜質(zhì)濃度的增加而增加，當(dāng)硅雜質(zhì)濃度增加到一定程度時趨于飽和。硅先取代Ga原子起施主作用，隨著硅濃度的增加，硅取代As原子起受主作用。行為為例，說明IV族雜質(zhì)在III-V族化合物中可能出現(xiàn)的則起受主精品文檔

精品文檔5.舉例說明雜質(zhì)補償作用。當(dāng)半導(dǎo)體中同時存在施主和受主雜質(zhì)時，若（1）N>>NDA因為受主能級低于施主能級，所以施主雜質(zhì)的電子首先躍遷到N個受主能級上，A還有N-N個電子在施主能級上，雜質(zhì)全部電離時，躍遷到導(dǎo)帶中的導(dǎo)電電子AD的濃度為n=ND-NA。即則有效受主濃度為N≈N-NAAeffD（2）N>>NDA施主能級上的全部電子躍遷到受主能級上，受主能級上還有N-N個空穴，DA它們可接受價帶上的N-N個電子，在價帶中形成的空穴濃度p=N-N.即有效受AADD主濃度為N≈N-NAeffAD（3）NN時，AD不能向?qū)Ш蛢r帶提供電子和空穴，稱為雜質(zhì)的高度補償6.說明類氫模型的優(yōu)點和不足。7.銻化銦的禁帶寬度Eg=0.18eV，相對介電常數(shù)=17，電子的有效質(zhì)量rm*=0.015m,m為電子的慣性質(zhì)量，求①施主雜質(zhì)的電離能，②施主的弱束n00縛電子基態(tài)軌道半徑。解：根據(jù)類氫原子模型：13.67.110m*q4mn00.0015*EEDeV4n2(4)22172m20r0r2hr0.053nm0q2m0020rhrm0r60nmrq2m*m*0nn8.磷化鎵的禁帶寬度Eg=2.26eV，相對介電常數(shù)=11.1，空穴的有效質(zhì)量rm*=0.86m,m為電子的慣性質(zhì)量，求①受主雜質(zhì)電離能；②受主束縛的空穴的0p0基態(tài)軌道半徑。精品文檔精品文檔解：根據(jù)類氫原子模型：EA00.08613.60.0096eVm*q4m*EPP2(4)22211.12m0r0r2hr0.053nm0q2m0020r2mrhmr6.68nm00rq*m*PP精品文檔精品文檔第三章習(xí)題100h21.計算能量在E=E到EE之間單位體積中的量子態(tài)數(shù)。8m*L2ncC2m*解：g(E)4(n)(EE)2V312h2CdZg(E)dEdZ單位體積內(nèi)的量子態(tài)數(shù)ZV0100h2100h2EE12m*nh2c8ml2c8ml2314(Z0(E)dE)(EE)2dECngn2VEECC100h2(EE)2E2m*24)38mL2n3cn2(h32CEc10003L32.試證明實際硅、鍺中導(dǎo)帶底附近狀態(tài)密度公式為式（3-6）。2.證明：si、G半導(dǎo)體的E（IC）~K關(guān)系為ek2k2E（k）Eh(2)k2zmlxy2mCCt令k'(m)2k,k'(m)2k,k'(ma)2k111amammxxyyzzttl則：E(k')Eh(k'2k'2k'2")22mccxyza在k'系中,等能面仍為球形等能面在k'系中的態(tài)密度g(k')m?mm12Vlttm3ak'12mh(EE)Ca精品文檔精品文檔在E~EdE空間的狀態(tài)數(shù)等于k空間所包含的狀態(tài)數(shù)。即dg(k')?Vk'g(k')?4k'2dkz2(m?mm)1332dz4?ttlg'(E)(EE)2V1cdEh2對于si導(dǎo)帶底在100個方向，有六個對稱的旋轉(zhuǎn)橢球，鍺在（111）方向有四個，g(E)sg'(E)4(2mn)2(EE)2cV31h213ms23mm2ntl3.當(dāng)E-E為1.5kT，4kT,10kT時，分別用費米分布函數(shù)和玻耳茲曼分布函數(shù)0F00計算電子占據(jù)各該能級的概率。費米能級費米函數(shù)玻爾茲曼分布函數(shù)11eEEkTf(E)EEEEFk0Tf(E)eFF01.5kT00.1820.0180.2234kT00.018310kT04.541054.541054.畫出-78oC、室溫（27oC）、500oC三個溫度下的費米分布函數(shù)曲線，并進行比較。精品文檔精品文檔5.利用表3-2中的m*，m*數(shù)值，計算硅、鍺、砷化鎵在室溫下的NN以及本征C,Vnp載流子的濃度。N2(2koTm)32nh2C2koTm5N2(p)32h2vEn(NN)2e1g2koTicvG:m0.56m;mo.37m;E0.67even0p0gsi:m1.08m;mo.59m;E1.12evn0p0gGA:m0.068m;mo.47m;E1.428evasn0p0g6.計算硅在-78oC，27oC，300oC時的本征費米能級，假定它在禁帶中線合理嗎？Si的本征費米能級，Si:m1.08m,m0.59m0n0pEEEE3kTmVlnpC24mFin當(dāng)T195K時，kT0.016eV,3kTln0.59m00.0072eV41.08m1100.59當(dāng)T300K時，kT0.026eV,3kTln1.080.012eV4220.59當(dāng)T573K時，kT0.0497eV,3kTln1.080.022eV4237.①在室溫下，鍺的有效態(tài)密度N=1.051019cm-3，N=5.71018cm-3，試求鍺cV的載流子有效質(zhì)量m*m*。計算77K時的N和N。已知300K時，E=0.67eV。VnpCg77k時E=0.76eV。求這兩個溫度時鍺的本征載流子濃度。②77K時，鍺的電子g濃度為1017cm-3，假定受主濃度為零，而E-E=0.01eV，求鍺中施主濃度E為DcD多少？精品文檔7（.1）根據(jù)N2(2koTm)32精品文檔nh2cN2(2koTmp)32得h2v23h2N0.56m5.11031mmkgc2koT2n01h2N2kgv2koT40p（2）77K時的N、NCVN（'77K）T'N（300K）3TCCN'N?（77）31.051019（77）31.371018/cm3300300CCN'N?（77）35.71018（77）37.411017/cm3300300VVEg(3)n(NN)12e2koTicv0.672k03002.01013/cm3完溫：n(1.0510195.71018)12ie0.762k07777K時，n(1.3710187.351017)12i1.88107/cm3eNNNnn0DDDpEEEDEEEED?no12ekoTNC12exp12eDFckoTCFkoTNn(12eED?no)10(12e0.01?)1.171017/cm30.0671.3710181017170koTNDC8.利用題7所給的N和N數(shù)值及E=0.76eV，求溫度為300K和500K時，含cVg施主濃度N=51015cm-3，受主濃度N=2109cm-3,的鍺中電子及空穴濃度為多DA少？Eg8.300K時：n(NN)12e2.01013/cm32koTicVEg500K時：n(N'N')12e6.91015/cm32koT'iCV根據(jù)電中性條件：0n2n(NN)n20npNNDAnpn2DAiinNNNNA)2ni212(DAD22pNNNN精品文檔D)2ni212(ADA2251015/cmn3T300K時：p81010/cm3精品文檔9.計算施主雜質(zhì)濃度分別為1016cm3，,1018cm-3，1019cm-3的硅在室溫下的費米能級，并假定雜質(zhì)是全部電離，再用算出的的費米能級核對一下，上述假定是否在每一種情況下都成立。計算時，取施主能級在導(dǎo)帶底下的面的0.05eV。9.解假設(shè)雜質(zhì)全部由強電離區(qū)的EF2.81019/cmN3NEEkoTlnD,T300K時,Cn1.51010/cm3NFcCiN或EEkoTlnD,NFii1016N1016/cm3;EE0.026lnE0.21eV2.81019DFcc1018N1018/cm3;EE0.026lnE0.087eV2.81019DFcc1019N1019/cm3;EE0.026lnE0.0.27eV2.81019DFcc(2)EE0.05eV施主雜質(zhì)全部電離標準為90%,10%占據(jù)施主CD1EEDkoTnDN是否10%11eFD21EEDkoT或n90%D11eNFD2精品文檔精品文檔11nN1016:D0.42%成立0.16e0.026D11e211NE0.21EDCD0.026211nN1018:D30%不成立0.037DN1e0.026D21nN1019:D80%10%不成立D1N0.0231e0.026D2（2）'求出硅中施主在室溫下全部電離的上限D(zhuǎn)(2N)eED(未電離施主占總電離雜質(zhì)數(shù)的百分比）DNkoTC10%2NDe0.050.026,N0.1ND0.05Ce0.0262.51017/cm3N2CN1016小于2.51017cm3全部電離DN1016,10182.51017cm3沒有全部電離D（2）''也可比較E與E，EE》koT全電離DFDFN1016/cmDN1018/cmDN1019/cmD10.以施主雜質(zhì)電離333;EE0.050.210.16》0.026成立，全電離DF;EE0.037~0.26E在E之下，但沒有全電離DFFD;EE0.0230.026E在E之上，大部分沒有電離DFFD90%作為強電離的標準，求摻砷的n型鍺在300K時，以雜質(zhì)電離為主的飽和區(qū)摻雜質(zhì)的濃度范圍。10.解A中的電力能E0.0127eV,N1.051019/cm3sDC室溫300K以下，A雜志全部電離的摻雜上限s2NEDeDDkoTNC0.012710%2NDeN0.026C0.11.05101920.1N0.01270.0260.01273.221017/cm30.026NCee2D上限A摻雜濃度超過N上限無用sDG餓本征濃度n2.41013/cm3eiA的摻雜濃度范圍5n~1V上限，2.41014~3.221017/cm3精品文檔siD精品文檔11.若鍺中施主雜質(zhì)電離能E=0.01eV，施主雜質(zhì)濃度分別為N=1014cm-3j及DD1017cm-3。計算①99%電離；②90%電離；③50%電離時溫度各為多少？12.若硅中施主雜質(zhì)電離能E=0.04eV，施主雜質(zhì)濃度分別為1015cm-3，1018cm-3。D計算①99%電離；②90%電離；③50%電離時溫度各為多少？13.有一塊摻磷的n型硅，N=1015cm-3,分別計算溫度為①77K；②300K；③500K；D④800K時導(dǎo)帶中電子濃度（本征載流子濃度數(shù)值查圖3-7）13（.2）300K時，n1010/cm3N1015/cm3強電離區(qū)iDnN1015/cm30D(3)500K時，n41014/cm3~N過度區(qū)iDNN4n2n01.141015/cm3iDD2(4)8000K時，n1017/cm3inn1017/cm30i14.計算含有施主雜質(zhì)濃度為N=91015cm-3，及受主雜質(zhì)濃度為1.11016cm3，的硅D在33K時的電子和空穴濃度以及費米能級的位置。15.摻有濃度為每立方米為1022硼原子的硅材料，分別計算①300K；②600K時費米能級的位置及多子和少子濃度（本征載流子濃度數(shù)值查圖3-7）。16.摻有濃度為每立方米為1.51023砷原子和立方米51022銦的鍺材料，分別計算①300K；②600K時費米能級的位置及多子和少子濃度（本征載流子濃度數(shù)精品文檔精品文檔值查圖3-7）。17.施主濃度為1013cm3的n型硅，計算400K時本征載流子濃度、多子濃度、少子濃度和費米能級的位置。17.si:N1013/cm3,400K時，n81012/cm3(查表）DinpN0D1,nND22N24n21.861013npn2Diin2NnnD20i8.510EEkoTlnn0.035ln130.022eV81013nFii18.摻磷的n型硅，已知磷的電離能為０.０４４eV，求室溫下雜質(zhì)一半電離時費米能級的位置和濃度。N18.解：nDDEE112eDkoTF1N則有eEE2.EEkoTln2DFn2koTDDFDEEkoTln2EEkoTln2E0.0440.026ln2FDCDCE0.062eVcsi:E1.12eV,EE0.534eVgFiE0.062ECnNe2.81019e0.0262.541018cm3FkoTcn50%NN5.151019/cm3DD精品文檔精品文檔19.求室溫下?lián)戒R的n型硅，使E=（E+E）/2時銻的濃度。已知銻的電離能為DFC0.039eV。19.解：EEECD2FEEEEED2EEEDEED0.0390.0195koTCCCC2222CFC發(fā)生弱減并EEEEDEEED0.0195CC22FDD2FEEFkoT2nN0N?(0.71)Cc12C1222.810190.39.481018/cm33.14求用：nnDEE02NNFFkoTCDEED)koTC12exp(1F2EE（12exp(EED）N2NCFFkoTCFkoTD120.01850.0185（12exp）6.51019/cm30.0262NCF0.02612精品文檔精品文檔20.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，銻的電離能為0.039eV，300K時的E位于F導(dǎo)帶下面0.026eV處，計算銻的濃度和導(dǎo)帶中電子濃度。（2）設(shè)n型外延層雜質(zhì)均勻分布，雜質(zhì)濃度為4.61015cm-3,計算300K時E的F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。設(shè)擴散層某一深度處硼濃度為5.21015cm-3,計算300K時E的位置及電子和空穴濃度。F（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3-7）。20（.1）EE0.026koT弱減并CFcF(1)22.810190.39.481018/cm3n2N3.140NnnDDE0E12eFDkoTEE0.013Nn(12eD)n(12e0.026)4.071019/cmFD3koT00(2)300K時雜質(zhì)全部電離EEKTlnNDE0.223eVNFiCCnN4.61015/cmD30(1.510)1024.8910/cm434.61015n2pi0n0（3）pNN5.210154.6101561014/cm3AD(1.510)1023.7510/cm5361014n2nipEEkoTlnNND0.026ln610140.276eV1.51010AnFii精品文檔精品文檔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？EEN21.2NF弱減并EECFCDEED)koTkoTCF12exp(12F20.008F(2)12e0.026ND1si222.8100.008190.1(12e0.026)7.811018/cm33.140.039421.0510193.141.71018/cm3NF(2)12e0.026DGe1222.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(dǎo)帶中電子濃度為多少？精品文檔精品文檔第四章習(xí)題1.300K時，G的本征電阻率為47?cm，如電子和空穴遷移率分別為e3900cm2/(V?S)1900cm2/(V?S)。試求G的載流子濃度。e2.試計算本征)S在室溫時的電導(dǎo)率，設(shè)電子和空穴遷移率分別為i1350cm2/(V?S)和500cm2/(V?S)。當(dāng)摻入百分之一的A后，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試S計算其電導(dǎo)率。比本征Si的電導(dǎo)率增大了多少倍？3.電阻率為10?m的p型Si樣品，試計算室溫時多數(shù)載流子和少數(shù)載流子濃度。4.0.1kg的G單晶，摻有3.210-9kg的Sb，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求該材料的電e阻率u=0.39m2/(V?S),Ge的單晶密度為5.32g/cm2,Sb原子量為121.8。n5.500g的Si單晶，摻有4.510-5g的B，設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求該材料的電阻率u=500cm2/(V?S),硅單晶密度為2.23g/cm2,B原子量為10.8。p6.設(shè)電子遷移率0.1m2/(V?S),Si的電導(dǎo)的有效質(zhì)量m=0.26m,j加以強度為c0104V/m的電場，試求平均自由時間和平均自由程。7長為2cm的具有巨形截面的G樣品，截面線度分別為1mm和2mm，摻有1022m-3e受主，試求室溫時樣品的電導(dǎo)率和電阻。再摻入510m-3施主后，求室溫時樣品22的電導(dǎo)率和電阻。8.截面積為0.001cm2圓柱形純Si樣品，長1mm,接于10V的電源上，室溫下希望通過0.1A的電流，問：①樣品的電阻是多少？②樣品的電阻率應(yīng)是多少？③應(yīng)該摻入濃度為多少的施主？9.試從圖4-13求雜質(zhì)濃度為1016cm-3和1018cm-3的Si，當(dāng)溫度分別為-50OC和+150OC時的電子和空穴遷移率。10.試求本征Si在473K時的電阻率。11.截面積為10-3cm2,摻有濃度為1013cm-3的p型Si樣品，樣品內(nèi)部加有強度為103V/cm的電場，求；①室溫時樣品的電導(dǎo)率及流過樣品的電流密度和電流強度。②400K時樣品的電導(dǎo)率及流過樣品的電流密度和電流強度。精品文檔

精品文檔12.試從圖4-14求室溫時雜質(zhì)濃度分別為1015，1016，1017cm-3的p型和品的空穴和電子遷移率，并分別計算他們的電阻率。再從圖4-15分別求他們的電阻率。n型Si樣13.摻有1.11016硼原子cm-3和91015磷原子cm-3的Si樣品，試計算室溫時多數(shù)載流子和少數(shù)載流子濃度及樣品的電阻率。14.截面積為0.6cm2、長為1cm的n型和GaAs樣品，設(shè)u=8000ncm2/(V?S),n=1015cm-3，試樣品的電阻。15.施主濃度分別為1013和1017cm-3的兩個Si樣品，設(shè)雜質(zhì)全部電離，分別計算：①室溫時的電導(dǎo)率；②200oC時的電導(dǎo)率。16.分別計算摻有下列雜質(zhì)的Si，在室溫時的載流子濃度、遷移率和電阻率：①硼原子31015cm-3;②硼原子1.31016cm-3+磷原子1.01016cm-3③磷原子1.31016cm-3+硼原子1.01016cm④磷原子31015cm-3+鎵原子11017cm-3+砷原子11017cm-3。17.①證明當(dāng)uu且電子濃度n=niuu,pniuu時，材料的電導(dǎo)率最npnnp小，并求的表達式。min②試求300K時G和Si樣品的最小電導(dǎo)率的數(shù)值，并和本征電導(dǎo)率相比較。e18.ISB的電子遷移率為7.5m2/(V?S),空穴遷移率為0.075m2/(V?S),室溫時n本征載流子濃度為1.61016cm-3,試分別計算本征電導(dǎo)率、電阻率和最小電導(dǎo)率、最大電導(dǎo)率。什么導(dǎo)電類型的材料電阻率可達最大。19.假設(shè)Si中電子的平均動能為3k/2，試求室溫時電子熱運動的均方根速0T度。如將Si置于10V/cm的電場中，證明電子的平均漂移速度小于熱運動速度，設(shè)電子遷移率為15000cm2/(V?S).如仍設(shè)遷移率為上述數(shù)值，計算電場為104V/cm時的平均漂移速度，并與熱運動速度作一比較，。這時電子的實際平均漂移速度和遷移率應(yīng)為多少？20.試證G的電導(dǎo)有效質(zhì)量也為e1112mm1m3ct精品文檔精品文檔第五章習(xí)題1.在一個n型半導(dǎo)體樣品中，過?？昭舛葹?013cm-3,空穴的壽命為100us。計算空穴的復(fù)合率。2.用強光照射n型樣品，假定光被均勻地吸收，產(chǎn)生過剩載流子，產(chǎn)生率為,空穴壽命為。①寫出光照下過剩載流子所滿足的方程；②求出光照下達到穩(wěn)定狀態(tài)時的過載流子濃度。3.有一塊n型硅樣品，壽命是1us，無光照時電阻率是10?cm。今用光照射該樣品，光被半導(dǎo)體均勻的吸收，電子-空穴對的產(chǎn)生率是1022cm,試計算光照下?-3s-1樣品的電阻率，并求電導(dǎo)中少數(shù)在流子的貢獻占多大比例？4.一塊半導(dǎo)體材料的壽命材料中會產(chǎn)生非平衡載流子，試求光=10us，光照在照突然停止20us后，其中非平衡載流子將衰減到原來的百分之幾？5.n型硅中，摻雜濃度N=1016cm-3,光注入的非平衡載流子濃度n=p=1014cm-3。D計算無光照和有光照的電導(dǎo)率。6.畫出p型半導(dǎo)體在光照（小注入）前后的能帶圖，標出原來的的費米能級和光照時的準費米能級。7.摻施主濃度N=1015cm-3的n型硅，由于光的照射產(chǎn)生了非平衡載流子這種情況下的準費米能級位置，并和原來的費米能級作比Dn=p=1014cm-3。試計算較。8.在一塊p型半導(dǎo)體中，有一種復(fù)合的電子發(fā)射回導(dǎo)帶的過程和它與空穴復(fù)合的過程具有相同的概率。試求這種產(chǎn)生中心的能級位置，并說明它能否成為有效的復(fù)合中心？9.把一種復(fù)合中心雜質(zhì)摻入本征硅內(nèi)，如果它的能級位置在禁帶中=n+p。10.一塊n型硅內(nèi)摻有1016cm-3的金原子，試求它在小注入時的壽命。p型硅內(nèi)也摻有1016cm-3的金原子，它在小注入時的壽命又是多少？11.在下述條件下，是否有載流子的凈復(fù)合或者凈產(chǎn)生①在載流子完全耗盡（即n,p都大大小于n）半導(dǎo)體區(qū)域。-產(chǎn)生中心，小注入時，被這些中心俘獲復(fù)合-央，試證明小注入時的壽命若一塊：i②在只有少數(shù)載流子別耗盡（例如，p<<p，而n=n）的半導(dǎo)體區(qū)域。nn0nn0精品文檔

精品文檔③在n=p的半導(dǎo)體區(qū)域，這里n>>ni012.在摻雜濃度ND=1016cm-3，少數(shù)載流子壽命為10us的n型硅中，如果由于外界作用，少數(shù)載流子全部被清除，那么在這種情況下，電子-空穴對的產(chǎn)生率是多大？（E=E）。it13.室溫下，p型半導(dǎo)體中的電子壽命為=350us，電子的遷移率u=3600cm-2/(V?s)。試求電子的擴散長度。n14.設(shè)空穴濃度是線性分布，在3us內(nèi)濃度差為1015cm-3,u=400cm/(V?s)。試計p2算空穴擴散電流密度。15.在電阻率為1?cm的p型硅半導(dǎo)體區(qū)域中，摻金濃度N=1015cm-3,由邊界穩(wěn)t定注入的電子濃度（n）=1010cm-3,試求邊界處電子擴散電流。016.一塊電阻率為3?cm的n型硅樣品，空穴壽命=5us,在其平面形的表面處p有穩(wěn)定的空穴注入，過剩濃度（p）=1013cm-3。計算從這個表面擴散進入半導(dǎo)體內(nèi)部的空穴電流密度，以及在離表面多遠處過?？昭舛鹊扔?012cm-3？17.光照1?cm的n型硅樣品，均勻產(chǎn)生非平衡載流子，電子-空穴對產(chǎn)生率為1017cm-3?s-1。設(shè)樣品的壽命為10us，表面符合速度為100cm/s。試計算：①單位時間單位表面積在表面復(fù)合的空穴數(shù)。②單位時間單位表面積在離表面三個擴散長度中體積內(nèi)復(fù)合的空穴數(shù)。18.一塊摻雜片，在920oC下?lián)浇鸬斤柡蜐舛?，然后施主濃度?1016cm-3的硅經(jīng)氧化等處理，最后此硅片的表面復(fù)合中心10cm-2。10①計算體壽命，擴散長度和表面復(fù)合速度。射硅片并被樣品均勻吸收，電子-空穴對的產(chǎn)生率是1017cm-3?s-1，向表面的空穴流密度是多少？②如果用光照試求表面的空穴濃度以及流精品文檔

精品文檔第六章習(xí)題1.若N=51015cm-3,N=1017cm-3,求室溫下G突變pn結(jié)的V。DAeD2.試分析小注入時，電子（空穴）在五個區(qū)域中的運動情況（分析漂移與擴散的方向及相對應(yīng)的大?。?。中擴勢擴中-+性散壘散性取區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)3.在方向情況下做上題。4.證明方向飽和電流公式（6-35）可改寫為2kT11bqLLJ=si01b2npp式中b=u/u,和分別為n型和p型半導(dǎo)體電導(dǎo)率，為本征半導(dǎo)體率。inpnp5.一硅突變pn結(jié)，n區(qū)的=5?cm，=1us；p區(qū)的=0.1?cm，=5us,計算nppn室溫下空穴電流與電子電流之比、飽和電流密度，以及在正向電壓0.3V時流過pn結(jié)的電流密度。6.條件與上題相同，計算下列電壓下的勢壘區(qū)寬度和單位面積上的電容：①-10V；②0V；③0.3V。7.計算當(dāng)溫度從300K增加到400K時，硅pn結(jié)反向電流增加的倍數(shù)。8.設(shè)硅的性緩變結(jié)的雜質(zhì)濃度梯度為51023cm-4,V為0.7V，求反向電壓為8VD時的勢壘區(qū)寬度。9.已知突變結(jié)兩邊雜質(zhì)濃度為N=1016cm-3,N=1020cm-3,①求勢壘高度和勢壘寬DA度；②畫出E(x)、V（x)圖。10.已知電荷分布（x）為：①（x）=0；②（x）=c;③（x）=qax(x在0d精品文檔精品文檔之間)，分別求電場強度E(x)及電位V（x)，并作圖。11.分別計算硅np結(jié)在正向電壓為0.6V、反向電壓為40V時