半导体物理考试复习题.doc

《半导体物理考试复习题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半导体物理考试复习题.doc（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章 半导体物理考试复习题【精品文档】第 5 页第十章 半导体的电子状态1设晶格常数为a的一维晶格，导带极小值附近能量Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为： Ec=（1）禁带宽度;（2） 导带底电子有效质量;（3） 价带顶电子有效质量;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1）2. 晶格常数为0.25nm的一维晶格，当外加102V/m，107 V/m的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。解：根据： 得第十一章 半导体中的杂质和缺陷能级7. 锑化铟的禁带宽度Eg=0.1

2、8eV，相对介电常数er=17，电子的有效质量 =0.015m0, m0为电子的惯性质量，求施主杂质的电离能，施主的弱束缚电子基态轨道半径。8.磷化镓的禁带宽度Eg=2.26eV，相对介电常数er=11.1，空穴的有效质量m*p=0.86m0,m0为电子的惯性质量，求受主杂质电离能；受主束缚的空穴的基态轨道半径。第十二章 半导体中载流子的统计分布1. 计算能量在E=Ec到 之间单位体积中的量子态数。解6. 计算硅在-78 oC，27 oC，300 oC时的本征费米能级，假定它在禁带中间合理吗？7. 在室温下，锗的有效态密度Nc=1.051019cm-3，NV=3.91018cm-3，试求锗的载

3、流子有效质量m*n m*p。计算77K时的NC 和NV。 已知300K时，Eg=0.67eV。77k时Eg=0.76eV。求这两个温度时锗的本征载流子浓度。77K时，锗的电子浓度为1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而Ec-ED=0.01eV，求锗中施主浓度ED为多少？10.以施主杂质电离90%作为强电离的标准，求掺砷的n型锗在300K时，以杂质电离为主的饱和区掺杂质的浓度范围。第十三章 半导体的导电性2. 试计算本征Si在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1350cm2/( V.S)和500cm2/( V.S)。当掺入百万分之一的As后，设杂质全部电离，试计算其电导率。比本征Si的电

4、导率增大了多少倍？解：300K时，查表3-2或图3-7可知，室温下Si的本征载流子浓度约为。金钢石结构一个原胞内的等效原子个数为个，查看附录B知Si的晶格常数为0.543102nm，则其原子密度为。掺入百万分之一的As,杂质的浓度为，杂质全部电离后，这种情况下，查图4-14（a）可知其多子的迁移率为800 cm2/( V.S)比本征情况下增大了倍16. 分别计算掺有下列杂质的Si，在室温时的载流子浓度、迁移率和电阻率： 硼原子31015cm-3; 硼原子1.31016cm-3+磷原子1.01016cm-3 磷原子1.31016cm-3+硼原子1.01016cm 磷原子31015cm-3+镓原子

5、11017cm-3+砷原子11017cm-3。解：室温下,Si本征载流子浓度，硅的杂质浓度在1015-1017cm-3范围内，室温下全部电离，属强电离区。硼原子31015cm-3查图4-14（a）知，硼原子1.31016cm-3+磷原子1.01016cm-3，查图4-14（a）知，磷原子1.31016cm-3+硼原子1.01016cm，查图4-14（a）知，磷原子31015cm-3+镓原子11017cm-3+砷原子11017cm-3，查图4-14（a）知，17. 证明当unup且电子浓度n=ni时，材料的电导率最小，并求smin的表达式。解：令因此，为最小点的取值试求300K时Ge和Si样品的

6、最小电导率的数值，并和本征电导率相比较。查表4-1，可知室温下硅和锗较纯样品的迁移率Si: Ge: 第十四章 非平衡载流子2. 用强光照射n型样品，假定光被均匀地吸收，产生过剩载流子，产生率为,空穴寿命为t。 （1）写出光照下过剩载流子所满足的方程； （2）求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度。7. 掺施主浓度ND=1015cm-3的n型硅，由于光的照射产生了非平衡载流子Dn=Dp=1014cm-3。试计算这种情况下的准费米能级位置，并和原来的费米能级作比较。14. 设空穴浓度是线性分布，在3us内浓度差为1015cm-3,up=400cm2/(Vs)。试计算空穴扩散电流密度。17. 光照1Wcm的n型硅样品，均匀产生非平衡载流子，电子-空穴对产生率为1017cm-3s-1。设样品的寿命为10us ，表面符合速度为100cm/s。试计算：（1）单位时间单位表面积在表面复合的空穴数。（2）单位时间单位表面积在离表面三个扩散长度中体积内复合的空穴数。