半导体物理与器件实验报告

课程实习报告

HUNAN UNIVERSITY

题目：半导体物理与器件

学生姓名：周强强

学生学号：20100820225

专业班级：通信二班

完成日期：2012.12.22

运行结果截图：

2.2 函数(),cos(2/)V

x t x t πλω=-也是经典波动方程的解。令03x λ≤≤，请在同一坐标中

绘出x 的函数(),V

x t 在不同情况下的图形。

(1)0;(2)0.25;(3)0.5;(4)0.75;(5)t t t t t ωωπωπωπωπ

=====。

3.27根据式（3.79），绘制出0.2()0.2F E E eV -≤-≤范围内，不同温度条件下的费米-狄拉克概率函数：()200,()300,()400a T K b T K c T K ===。

4.3 画出a （）硅，b （）锗，c （）砷化镓在温度范围200600K T K ≤≤内的本征载流子浓度曲线

（采用对数坐标）。

4.46 已知锗的掺杂浓度为15

3a =310

cm N -⨯，d =0N 。画出费米能级相对于本征费米能级的位

置随温度变化

200600)K T K ≤≤（的曲线。

5.20硅中有效状态密度为 19

3/2c 2.8

10()300T N =⨯ 193/2

1..0410()

300

T

N ν=⨯ 设迁移率为 3/2

n =1350300T μ-⎛⎫

⎪

⎝⎭

3/2

=480300T ρμ-⎛⎫

⎪

⎝⎭

设禁带宽带为g =1.12V E e ，且不随温度变化。画出200600K T K ≤≤范围内，本征电导率随绝对温度T 变化的关系曲线。

6.34 n 型硅样品的掺杂浓度为16310d

N cm -=，产生的过剩载流子的浓度为

()1443()10exp /10p x x cm δ--=-。在140410x ≤≤⨯范围内，绘出Fi Fp

E E -随x 变化的函

数。

7.4均匀掺杂的GaAs

pn 结，其掺杂浓度为183163510,510a d N cm N cm --=⨯=⨯。画出

200500K T K ≤≤温度区间内，内建电势差随温度变化的曲线。

8.3 300T K =,理想硅

pn 结的少子寿命分别为670010,10n p s s ττ--==。N 区的掺杂浓度为

16310d N cm -=。绘制出当a N 的范围是151831010a N cm -≤≤时，空间电荷区内空穴电流占总

电流的比例随a N 变化的曲线图（采用对数坐标）。

9.10 金与掺杂浓度为16310d N cm -=的n 型硅基础形成肖特基二极管。简要说明肖特基势垒降

低现象。

()a 绘出肖特基势垒降低值φ∇与反偏电压在050R V V ≤≤时的图形；

()b 绘出()()/0sT R sT R J V J V =与反偏电压在050R V V ≤≤时的图形。

实验源代码（基于mathematica7.0）：

2.2

V1=Cos[ 2 π x / λ - 0];

V2=Cos[ 2 π x / λ - 0.5 π];

V3=Cos[ 2 π x / λ - π];

V4=Cos[ 2 π x / λ - 1.5 π];

V5=Cos[ 2 π x / λ - 2 π];

λ =1;

Plot [{V1,V2,V3,V4,V5},{x,0,3}, PlotStyle→{RGBColor[1,0,1], RGBColor[1,0.5,0],

RGBColor[1,0,0.5],

RGBColor[0,1,0],

RGBColor[0,0,1]},

AxesLabel→{"(/λ)","V(x,t)"}]

3.27

F1 = 1/(1+Exp[ x/(k * 200)]);

F2 = 1/(1+Exp[ x/(k * 300)]);

F3 = 1/(1+Exp[ x/(k * 400)]);

k=0.0000861;

Plot [{F1,F2,F3},{x,-0.2,0.2},

PlotStyle→{RGBColor[1,0,0],

RGBColor[0,1,0],

RGBColor[0,0,1]},

AxesLabel→{"(E-E

)"," "}]

F

4.3

(*设x=1000/T*)

Si =Sqrt[2.8 * 1.04 * 1038* (1000/ x /300 )^3 * Exp[-1.12

/(0.0000861*1000/x)]];

Ge =Sqrt[1.04 * 6 * 1037* (1000 /x /300 )^3 * Exp[-0.66/(0.0000861* 1000 /x)]];

GaAs =Sqrt[4.7 * 7 * 1035* (1000 /x /300 )^3 * Exp[-1.42/(0.0000861* 1000/ x)]];

LogLogPlot[{Si,Ge,GaAs},{x,10/6,5},

PlotStyle→{RGBColor[1,0,0],

RGBColor[0,1,0],

RGBColor[0,0,1]},

AxesLabel→{"(1000/T)","本征载流子浓度N

i

"}]

4.46

N

c

=1.04 * 1019;

N

v

=6 * 1019;

E

g

=0.66;

k =8.62 *10-5;

N

a

=1015;

N

d

=0;

n

i =

N c N v

T

300

3

Exp

E g

k T

;

p

0=(N

a

-N

d

)/2+

N a N d

2

2

n i2

;

f=k * T * Log[p

0/n

i

];

Plot[f,{T,200,600}, AxesLabel->{"T",""}]

5.20

N

c

=2.8 * 1019 (T/300)3/2 ;