半導體物理學課后習題第五章第六章答案

1、第五章習題 1. 在一個n型半導體樣品中，過?？昭舛葹?013cm-3, 空穴的壽命為100us。計算空穴的復合率。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t。 （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10Wcm。今用光照射該樣品，光被半導體均勻的吸收，電子-空穴對的產(chǎn)生率是1022cm-3s-1,試計算光照下樣品的電阻率，并求電導中少數(shù)在流子的貢獻占多大比例？ 4. 一塊半導體材料的壽命t=10us，光照在材料中會產(chǎn)生非平衡載流子，試求光照突然停止

2、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ND=1016cm-3, 光注入的非平衡載流子濃度Dn=Dp=1014cm-3。計算無光照和有光照的電導率。 6. 畫出p型半導體在光照（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。EcEiEvEcEFEiEvEFpEFn光照前光照后7. 摻施主濃度ND=1015cm-3的n型硅，由于光的照射產(chǎn)生了非平衡載流子Dn=Dp=1014cm-3。試計算這種情況下的準費米能級位置，并和原來的費米能級作比較。 8. 在一塊p型半導體中，有一種復合-產(chǎn)生中心，小注入時，被這些中心俘獲的電子發(fā)射回導帶的過程和它

3、與空穴復合的過程具有相同的概率。試求這種復合-產(chǎn)生中心的能級位置，并說明它能否成為有效的復合中心？ 9. 把一種復合中心雜質摻入本征硅內，如果它的能級位置在禁帶中央，試證明小注入時的壽命t=tn+tp。 10. 一塊n 型硅內摻有1016cm-3的金原子 ，試求它在小注入時的壽命。若一塊p型硅內也摻有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合或者凈產(chǎn)生：（1）在載流子完全耗盡（即n, p都大大小于ni）半導體區(qū)域。（2）在只有少數(shù)載流子別耗盡（例如，pnni0 12. 在摻雜濃度ND=1016cm-3，少數(shù)載流子壽命為10us的n型硅中，

4、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？（Et=Ei）。 13. 室溫下，p型半導體中的電子壽命為t=350us，電子的遷移率un=3600cm-2/(Vs)。試求電子的擴散長度。 14. 設空穴濃度是線性分布，在3us內濃度差為1015cm-3,up=400cm2/(Vs)。試計算空穴擴散電流密度。 15. 在電阻率為1Wcm的p型硅半導體區(qū)域中，摻金濃度Nt=1015cm-3,由邊界穩(wěn)定注入的電子濃度（Dn）0=1010cm-3,試求邊界 處電子擴散電流。 16. 一塊電阻率為3Wcm的n型硅樣品，空穴壽命tp=5us,在其平面形的表面處有穩(wěn)定

5、的空穴注入，過剩濃度（Dp）=1013cm-3。計算從這個表面擴散進入半導體內部的空穴電流密度，以及在離表面多遠處過?？昭舛鹊扔?012cm-3？ 17. 光照1Wcm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-3s-1。設樣品的壽命為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復合的空穴數(shù)。 18. 一塊摻雜施主濃度為21016cm-3的硅片，在920oC下?lián)浇鸬斤柡蜐舛龋缓蠼?jīng)氧化等處理，最后此硅片的表面復合中心1010cm-2。計算體壽命，擴散長度和表面復合速度。如果用光照射硅