半导体物理习题

9

140

260 ℃150 250 420 50 180 500 150 / 700 / 1800 50 10

.1341505010

10

1349.42

p 2n 3

16

3

18

3

16

==+==-==+==--+-----℃℃vs

cm

vs cm ℃cm

℃℃Si cm

cm

μμ图时的电子和空穴迁移率和，当温度分别为

的和求杂质浓度为试从图

10

4-11.截面积为10-3cm 2,掺有浓度为1013cm -3的p 型Si 样品,样品内部加有强度为103V/cm 的电场,求:

①室温时样品的电导率及流过样品的电流密度和电流强度。②400K 时样品的电导率及流过样品的电流密度和电流强度。

解：

①在室温时，全部电离p= 1013cm -3

μp =450cm 2/v ·s (或500cm 2/v ·s ）

σ=pq μp ≈8×10-4s/cm J=σE= 0.8A/cm 2I=J·S=8×10-4A

15

5.5 n 型掺杂浓度N D ＝101６cm -3,先注入的非平衡载流子浓度∆n= ∆p =1014cm-3计算无光照和有光照时的电导率．

解：无光时，N D ＝101６cm -3, p 0= ni 2 ／n 0 =2.25×104∆cm -3

则σ0=(n 0+∆n)q μn +(p+∆p )q μp

=1 ×101６×1.6×103×10－19+1014×1.6 ×10－19×400=1.6+6.4×10－3=1.6064 s ／cm 25.11在下述条件下，是否有载流子的净复合或净产生．

①在载流子完全耗尽（例如n,p 都大大小于n i )的半导体区域．

②在只有少数载流子耗尽（例如p n <

>n i

解: 根据净复合率来判断非平衡状态下半导体的复合或产生

①此种状态中,热激发的载流子浓度为ni,若实际载流子浓度小于此浓度,则有其他因素把一部分载流子抽走,则仅有净产生

②只有少子被耗尽,可看作是对N 型半导体又注入了电子,或PN 结半导体正偏,有

则为净产生.③n=p, n>>ni

)(2

<<-⋅=-=ni p n r G R U 0

)(2

<-⋅=-=ni p n r G R U

02

>>-=ni np U

n

τμs,电子的迁移率

n

μ=36002

cm /s v ⋅,试求电子的扩散长度.

解:由爱因斯坦方程得

n

n M

D =q

k

⇒n

M ·q

k

=3600*0.0025=902

cm /s

则n

l =

n

n D T =

6

10

*350*90-=0.177cm

mA

d d q

T k M

q d d D q qS

J

s V cm

cm

m x

x p p

x

x p P p

p

p

533.010

*533.010*6.1*3

10

*

026.0*400.

.

/400,10

3,.1453

19

15

)()(2

3

15

==-=⋅

⋅

⋅-=⋅

⋅-=-=∙=---∆∆- 度试计算空穴扩散电流密

内浓度差为在设空穴浓度分布线性μ

μ

6-1.若D N =5*1015

cm 3

-,A

N =1017

cm 3

-,求室温下锗突变n

p -结的V D

。

解： V D

=

q

T k （n

l

2

i

D

A n N N ）

因为

D

N =5*1015

cm 3

-

A

N =10

3

17

cm

-

T

k =0.26eV

q=1e i

n =2.4*10

3

13

cm

-

代入上式 V b

=0.26n

l [

2

13

32)

10

*2.4(10*5]=0.354V

6-8.硅线性缓变结的杂质浓度阶梯为5*10

时势垒区宽度

求反向电压为

为V 87V,.0V ,cm

D 4

23

-

解: 加上线性缓变结电压后,有 Xd=3

D v

V V 12j

q α

ε）（-

j

α

4

23

10

*5-=cm

Vd=0.7v

V=-8v

Xd=1.12*10m

0.112cm 5

μ=-

v

ε=11.9

m

F /10

*854.812

-=。ε