半导体物理学刘恩科第七版完整课后题答案

《半导体物理学刘恩科第七版完整课后题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半导体物理学刘恩科第七版完整课后题答案（19页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.第一章习题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：h 2 k 2h 2 (k k1 )2h2 k 2 13h2 k 2E =, EV (k)cm06m0m03m0（ 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。k得k解：根据： f qE h

2、ttqE补充题 1分别计算 Si（100），（110），（ 111）面每平方厘米内的原子个数，即原子面密度（提示：先画出各晶面内原子的位置和分布图）Si 在（ 100），（110）和（ 111）面上的原子分布如图1 所示：（a） (100) 晶面（ b） (110)晶面（ c） (111)晶面补充题 2271一维晶体的电子能带可写为 E（k )ma 2 (cos kacos 2ka )，88式中 a 为 晶格常数，试求（1）布里渊区边界；（2）能带宽度；（3）电子在波矢 k 状态时的速度；*（4）能带底部电子的有效质量mn ；*（5）能带顶部空穴的有效质量mp1文档收集于互联网，如有不妥请联系

3、删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.解：（ 1）由 dE (k )0 得kndka（ n=0， 1， 2 ）进一步分析 k(2n1)，E（ k）有极大值，ak 2n 时， E（ k）有极小值a所以布里渊区边界为 k(2n1)a(2) 能带宽度为 E（ k )E(k)22MAXMINma2(3 ）电子在波矢k 状态的速度 v1 dE(sin ka1 sin 2ka)dkma4（4）电子的有效质量能带底部k2n所以 mn*2ma(2n1)，(5) 能带顶部 ka且 m*pmn* ，所以能带顶部空穴的有效质量m*p2m3半导体物理第 2 章习题1. 实际半导体与

4、理想半导体间的主要区别是什么？答：（1）理想半导体： 假设晶格原子严格按周期性排列并静止在格点位置上，实际半导体中原子不是静止的，而是在其平衡位置附近振动。（ 2）理想半导体是纯净不含杂质的，实际半导体含有若干杂质。（ 3）理想半导体的晶格结构是完整的，实际半导体中存在点缺陷，线缺陷和面缺陷等。2.以 As 掺入 Ge中为例，说明什么是施主杂质、施主杂质电离过程和n 型半导体。As 有 5 个价电子，其中的四个价电子与周围的四个 Ge原子形成共价键，还剩余一个电子， 同时 As 原子所在处也多余一个正电荷， 称为正离子中心， 所以，一个 As 原子取代一个 Ge原子，其效果是形成一个正电中心和

5、一个多余的电子 .2文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.多余的电子束缚在正电中心， 但这种束缚很弱 , 很小的能量就可使电子摆脱束缚，成为在晶格中导电的自由电子，而As 原子形成一个不能移动的正电中心。这个过程叫做施主杂质的电离过程。 能够施放电子而在导带中产生电子并形成正电中心，称为施主杂质或N 型杂质，掺有施主杂质的半导体叫N 型半导体。3.以 Ga掺入 Ge中为例，说明什么是受主杂质、受主杂质电离过程和p 型半导体。Ga有 3 个价电子，它与周围的四个Ge原子形成共价键，还缺少一个电子，于是在 Ge晶体的共价键中产生了

6、一个空穴， 而 Ga原子接受一个电子后所在处形成一个负离子中心， 所以，一个 Ga原子取代一个 Ge原子，其效果是形成一个负电中心和一个空穴，空穴束缚在 Ga原子附近，但这种束缚很弱，很小的能量就可使空穴摆脱束缚，成为在晶格中自由运动的导电空穴，而 Ga原子形成一个不能移动的负电中心。 这个过程叫做受主杂质的电离过程， 能够接受电子而在价带中产生空穴，并形成负电中心的杂质，称为受主杂质，掺有受主型杂质的半导体叫P型半导体。4.以 Si 在 GaAs中的行为为例，说明 IV 族杂质在 III-V族化合物中可能出现的双性行为。Si 取代 GaAs中的 Ga原子则起施主作用；Si取代 GaAs中的

7、As 原子则起受主作用。导带中电子浓度随硅杂质浓度的增加而增加，当硅杂质浓度增加到一定程度时趋于饱和。 硅先取代 Ga原子起施主作用， 随着硅浓度的增加， 硅取代 As 原子起受主作用。5. 举例说明杂质补偿作用。当半导体中同时存在施主和受主杂质时，若（ 1） N DNA因为受主能级低于施主能级，所以施主杂质的电子首先跃迁到NA 个受主能级上，还有 ND-NA 个电子在施主能级上，杂质全部电离时，跃迁到导带中的导电电子的浓度为 n= ND-NA。即则有效受主浓度为NAeff ND-NA（ 2）NAND施主能级上的全部电子跃迁到受主能级上，受主能级上还有 NA-ND个空穴，它们可接受价带上的NA

8、-ND 个电子，在价带中形成的空穴浓度p= NA-ND.即有效3文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.受主浓度为 NAeff N A-ND（ 3） NA ND时，不能向导带和价带提供电子和空穴，称为杂质的高度补偿6. 说明类氢模型的优点和不足。7. 锑化铟的禁带宽度 Eg=0.18eV，相对介电常数 r =17，电子的有效质量m *n =0.015m 0, m 0 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r =11.1 ，空穴的有效质量*mp =0

9、.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。第三章习题和答案10021. 计算能量在 E=Ec 到 E E C之间单位体积中的量子态数。2m*n L2解2. 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式（ 3-6 ）。3. 当 E-EF 为 1.5k 0T，4k0 T, 10k0 T 时，分别用费米分布函数和玻耳兹曼分布函数计算电子占据各该能级的概率。费米能级费米函数玻尔兹曼分布函数1.5k 0T0.1820.2234k T0.0180.0183010k0T4. 画出 -78 oC、室温（ 27oC）、500o C三个温度下的费米分布函数曲线，并进行比较

10、。*NC , NV 以及本5. 利用表 3-2 中的 mn，mp 数值，计算硅、锗、砷化镓在室温下的4文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.征载流子的浓度。6. 计算硅在 -78 oC，27oC，300o C时的本征费米能级， 假定它在禁带中间合理吗？的本征费米能级，Si : mn1.08m0, mp0.59m0Si所以假设本征费米能级在禁带中间合理，特别是温度不太高的情况下。CV3kTmp19-318-37.EEN=1.05c在室温下，锗的有效态密度10cm ，NV=3.910 cm ，试求锗的EF Ei*2lnmn载流子有

11、效质量*4mnm p。计算 77K时的 NC 和 NV。 已知 300K时，Eg=0.67eV。77k当T1 195K时， kT10.016eV,3kT0.59m00.0072eV时ln时，锗的电子浓度E =0.76eV。求这两个温度时锗的本征载流子浓度。 77Kg41.08m017 -3为 10 cm ，假定受主浓度为零，而 3EkTc-ED=0.5901eV，求锗中施主浓度 ED为多少？ln0.012eV300K时，kT20.026eV,当T28. 利用题 7所给的 Nc41.08和 NV 数值及 Eg=0.67eV，求温度为 300K和 500K 时，当时，15-33kT0.59 9 -

12、3T2 573K0.0497eV,ln0.022eVDkT3含施主浓度N=5 10 cm，受主浓度N =2 10 cm的锗中电子及空穴浓度为多4A1.08少？9. 计算施主杂质浓度分别为16318-3，1019-310 cm，,10cmcm 的硅在室温下的费米能级，并假定杂质是全部电离，再用算出的的费米能级核对一下，上述假定是否在每一种情况下都成立。计算时，取施主能级在导带底下的面的0.05eV。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。11.若锗中施主杂质电离能 ED=0.01eV，施主杂质浓度分别为14-3及

13、ND=10 cm j17-310 cm 。计算 99%电离； 90%电离； 50%电离时温度各为多少？12.若硅中施主杂质电离能 ED=0.04eV，施主杂质浓度分别为15-318-310 cm ，10cm 。计算 99%电离； 90%电离； 50%电离时温度各为多少？13.有一块掺磷的 n 型硅，ND=1015cm-3 , 分别计算温度为 77K； 300K；500K；800K 时导带中电子浓度（本征载流子浓度数值查图3-7 ）14.15-3163，的计算含有施主杂质浓度为 ND=9 10cm ，及受主杂质浓度为1.1 10 cm硅在 33K 时的电子和空穴浓度以及费米能级的位置。15.掺有

14、浓度为每立方米为 1022 硼原子的硅材料，分别计算300K； 600K 时费米能级的位置及多子和少子浓度（本征载流子浓度数值查图3-7 ）。16.掺有浓度为每立方米为1.51023 砷原子和立方米 5 1022 铟的锗材料，分别计算 300K； 600K 时费米能级的位置及多子和少子浓度（本征载流子浓度数值查图 3-7 ）。5文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.13 317. 施主浓度为 10 cm 的 n 型硅，计算 400K 时本征载流子浓度、多子浓度、少子浓度和费米能级的位置。17 .si : N D10 13 /

15、cm 3 , 400 K 时，n i110 13 / cm 3 (查表）18.掺磷的 n 型硅，已知磷的电离能为. eV，求室温下杂质一半电离时npN D0费米能级的位置和浓度。npn i2, n19.求室温下掺锑的n 型硅，使n 2N D1221 .62 101322N D4 n iEF=（ EC+ED）/2 时锑的浓度。已知锑的电离能为pi6 .17 10 120.039eV。n o/ cm320. 制造晶体管一般是在高杂n质浓度的13n 型衬1.底62上外10延一层 n 型外延层，再在E FE ik 0 T ln0 .035ln10 130 . 017 eVn i1外延层中扩散硼、磷而成

16、的。（ 1）设 n 型硅单晶衬底是掺锑的，锑的电离能为0.039eV，300K 时的 EF 位于导带下面 0.026eV 处，计算锑的浓度和导带中电子浓度。（ 2）设 n 型外延层杂质均匀分布，杂质浓度为4.6 1015cm-3 , 计算 300K 时 EF的位置及电子和空穴浓度。（ 3）在外延层中扩散硼后， 硼的浓度分布随样品深度变化。 设扩散层某一深度处硼浓度为 5.2 1015cm-3 , 计算 300K 时 EF 的位置及电子和空穴浓度。（ 4）如温度升到 500K，计算中电子和空穴的浓度（本征载流子浓度数值查图 3-7 ）。21. 试计算掺磷的硅、锗在室温下开始发生弱简并时的杂质浓度

17、为多少？22. 利用上题结果，计算掺磷的硅、锗的室温下开始发生弱简并时有多少施主发生电离？导带中电子浓度为多少？第四章习题及答案1. 300K 时， Ge 的本征电阻率为47 cm，如电子和空穴迁移率分别为22试求 Ge 的载流子浓度。3900cm/( V.S) 和 1900cm/( V.S) 。解：在本征情况下，np ni , 由111 /知nqun pqu pni q(un u p )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22V.S) 。当掺入百万分之一的 As 后，设杂质全部电离，1350cm/( V.S) 和 500cm/(试计算其电导率。比本征Si 的电

18、导率增大了多少倍？解：300K 时， ucm2/(VS), upcm2/(V S) ，查表3-2或图3-7可n1350500知，室温下 Si 的本征载流子浓度约为 ni1.0 1010 cm 3 。6文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.本征情况下，金钢石结构一个原胞内的等效原子个数为81 6148个，查看附录 B 知82Si 的晶格常数为 0.543102nm，则其原子密度为810 7)35 1022 cm 3。( 0.543102掺入百万分之一的As, 杂质的浓度为 ND5102215 1016 cm 3 ，杂100000

19、0质全部电离后， N Dni ，这种情况下，查图4-14（ a）可知其多子的迁移率为800 cm2/( V.S)6.410 6比本征情况下增大了32.1倍10 63.电阻率为 10.m 的 p 型 Si 样品，试计算室温时多数载流子和少数载流子浓度。解：查表 4-15(b)可知，室温下， 10 .m 的 p 型 Si样品的掺杂浓度 NA 约为1.51015 cm 3 , 查表3-2或图3-7可知，室温下Si的本征载流子浓度约为ni1.0 1010cm 3 , N Ani4. 0.1kg 的 Ge单晶，掺有 3.2 10-9 kg 的 Sb，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率n=0.38m2/(

20、 V.S),Ge的单晶密度为 5.32g/cm 3,Sb 原子量为 121.8 。解：该 Ge单晶的体积为： V0.1 100018.8cm3 ;5.32Sb 掺杂的浓度为： N D3.2109 10006.0251023 / 18.88.42 1014 cm3121.8查图 3-7 可知，室温下 Ge的本征载流子浓度 ni2 1013 cm3 ，属于过渡区5. 500g 的 Si 单晶，掺有 4.510-5 g 的 B ，设杂质全部电离，试求该材料的电阻率2硅单晶密度为2.33g/cm3,B 原子量为 10.8。p=500cm/( V.S),解：该 Si 单晶的体积为： V500214.6c

21、m3 ;2.33B 掺杂的浓度为： N A4.510 56.0251023 / 214.6 1.17 1016 cm310.8查表 3-2或图 3-7 可知，室温下 Si的本征载流子浓度约为 ni 1.01010 cm 3 。7文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.因为 NAni ，属于强电离区， p N A 1.121016 cm 36. 设电子迁移率 0.1m2/( V ?S),Si 的电导有效质量mc=0.26m0 , 加以强度为104V/m 的电场，试求平均自由时间和平均自由程。解：由 nq n 知平均自由时间为mc平

22、均漂移速度为平均自由程为7 长为2cm的具有矩形截面的 G 样品，截面线度分别为22 -31mm和 2mm，掺有 10 me受主，试求室温时样品的电导率和电阻。再掺入22 -3施主后，求室温时样品5 10 m的电导率和电阻。解： NA1.0 10 22 m 31.01016 cm 3 ，查图 4-14（b）可知，这个掺杂浓度下，2可知，室温下 Ge的本征载流子浓Ge 的迁移率 up 为 1500 cm/( V.S), 又查图 3-7度 ni 21013 cm 3 ， N Ani ，属强电离区，所以电导率为电阻为22-3掺入5 10m 施主后总的杂质总和 N i N DN A6.0 1016 c

23、m 3 ，查图 4-14（b）可知，这个浓度下，Ge 的迁移率 un 为 3000 cm2/( V.S),电阻为8. 截面积为 0.001cm2 圆柱形纯 Si 样品，长 1mm,接于 10V 的电源上，室温下希望通过 0.1A 的电流，问：样品的电阻是多少？样品的电阻率应是多少？应该掺入浓度为多少的施主？解： 样品电阻为 R V10100I0.1 样品电阻率为Rs100 0.001 1cml0.1 查表 4-15（b）知，室温下，电阻率 1cm 的 n 型 Si 掺杂的浓度应该为5 1015 cm 3 。8文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为:从网络收集整理 .word版本可编辑

24、 .欢迎下载支持 .16-3和18-3，当温度分别为O9. 试从图 4-13 求杂质浓度为 10cm10 cm 的 Si-50 C和+150OC 时的电子和空穴迁移率。解：电子和空穴的迁移率如下表，迁移率单位2cm/( V.S)浓度16-318-310 cm10 cm温度-50 OC+150OC-50 OC+150OC电子2500750400350空穴80060020010010. 试求本征 Si 在 473K 时的电阻率。解：查看图 3-7 ，可知，在 473K 时，Si 的本征载流子浓度 n 5.0 1014 cm 3，在i这个浓度下，查图 4-13 可知道 un600cm2/(V s)

25、， u p 400cm2 /(V s)-3213-3的 p 型 Si 样品，样品内部加有强度11. 截面积为 10cm, 掺有浓度为 10 cm为 103 V/cm 的电场，求；室温时样品的电导率及流过样品的电流密度和电流强度。 400K时样品的电导率及流过样品的电流密度和电流强度。解：查表 4-15 （ b）知室温下，浓度为13-3的 p型 Si样品的电阻率为10 cm2000 cm ，则电导率为1/510 4 S/ cm 。电流密度为 JE510 41030.5A / cm2电流强度为 IJs0.510 3510 4A400K 时，查图 4-13 可知浓度为13-3的 p型 Si 的迁 移

26、率 约为10 cmu p 500cm2 /(V s) ，则电导率为pqup10131.60210 19500 810 4 S/ cm电流密度为 JE810 41030.8A / cm2电流强度为 IJs0.810 3810 4A12. 试从图 4-14151617-3型和 n 型求室温时杂质浓度分别为 10 ，10，10cm 的 pSi 样品的空穴和电子迁移率， 并分别计算他们的电阻率。 再从图 4-15分别求他们的电阻率。9文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.浓度（ cm-3 ）101510161017N型P 型N 型P型

27、 N型P 型迁移率 (cm2/( V.S)（图 4-14 ） 13005001200420690240电阻率 ( .cm)4.812.50.521.50.090.26电阻率 ( .cm) （图 4-15 ）4.5140.541.60.0850.211517-3范围内，室温下全部电离，属强电离区，n N D 或硅的杂质浓度在 10 -10 cmp N A电阻率计算用到公式为1或1nqunpqu p13. 掺有 1.1 1016-315-3硼原子 cm和9 10磷原子 cm 的 S i 样品，试计算室温时多数载流子和少数载流子浓度及样品的电阻率。解：室温下， Si 的本征载流子浓度 n1.0101

28、0 / cm3i有效杂质浓度为： N AN D1.110169 101521015 / cm3ni ，属强电离区多数载流子浓度 pN AN D 21015 / cm321 1020少数载流子浓度 nni5104 / cm3p021015总 的 杂 质 浓 度 N iN AN D2 1016 / cm3， 查 图 4-14 （ a ） 知 ，u p多子400cm2 / Vs,un少子1200cm2 /Vs电阻率为14.截面积为21cm 的n型n0.6cm 、 长 为GaAs 样 品 ， 设 u =8000cm2/( V?S),n=10 15cm-3 ，试求样品的电阻。解：110.78.cmnqu

29、n1.60210-191 1015 8000l0.781/ 0.61.3电阻为 Rs10文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.15. 施主浓度分别为 1014 和 1017cm-3 的两个 Ge样品，设杂质全部电离：分别计算室温时的电导率；若于两个 GaAs样品，分别计算室温的电导率。解：查图 4-14 （ b）知迁移率为施主浓度14cm-317-31010 cm样品Ge48003000GaAs80005200Ge材料，14-3，nqun.10-191101448000.077Scm浓度为 10cm1 602/17-3，nqu

30、n.10-19110173000Scm浓度为 10cm1 60248.1/GaAs材料，14-3，nqun.10-191101480000.128Scm浓度为 10cm1 602/17-3，nqun.10-1911017520083.3Scm浓度为 10cm1 602/16. 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：15-3硼原子 3 10 cm ;硼原子 1.316-316-310 cm +磷原子 1.010 cm磷原子 1.31016cm-3+硼原子 1.01016cm15-317-317-3。磷原子 3 10 cm +镓原子 1 10cm +砷原子 1 10

31、 cm解：室温下，Si 的本征载流子浓度 ni1.01010 / cm3 ，1517-310-10cm硅的杂质浓度在范围内，室温下全部电离，属强电离区。硼原子 3 1015cm-3查图 4-14 （a）知，pcm2/V s480硼原子1.316-316-310 cm +磷原子 1.010 cmp N AN D(1.31.0)1016 / cm331015 / cm3,ni2110203.3 1043n31015/ cmp11文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.NiN AN D2.31016 / cm3 ， 查图 4-14 （

32、 a）知，p350cm2 / Vs磷原子 1.316-31610 cm +硼原子 1.0 10 cmnN DN A(1.31.0) 1016 / cm33 1015 / cm3,pni2110203.3 10 4 / cm3n31015NiN AN D2.31016 / cm3 ， 查图 4-14 （ a）知，n1000cm2 / Vs15-317-317-3磷原子 3 10 cm +镓原子 1 10 cm +砷原子 1 10 cmn N D1N AN D 23 1015 / cm3 , pni 21 10203.3 104 / cm3n3 1015NiN AN D 1N D 22.03 10

33、17 / cm3 ， 查图 4-14 （a）知，n 500cm2 / V s17.证明当 un up且电子浓度 n=niu pun , p niunu p时，材料的电导率最小，并求min 的表达式。解：pqu pnqunni2qu pnqunn2令 d0(ni2 u pun ) 0n ni u p / un , p ni uu / u pdnn因此， nniup / un 为最小点的取值试求 300K 时 Ge和 Si 样品的最小电导率的数值，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:min2qniuuu p21.60210min2qniuuu p21.

34、60210191101014505002.7310 7 S/ cm1911010380018008.3810 6 S / cm18. InSB 的电子迁移率为7.5m2/( V ?S), 空穴迁移率为 0.075m2/( V ?S),室温时本征载流子浓度为16-3试分别计算本征电导率、电阻率和最小电导率、1.6 10cm ,最大电导率。什么导电类型的材料电阻率可达最大。解：iqni ( u pun )1.602 10 191.6 1016( 75000750)194.2S / cm借用 17 题结果12文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .

35、欢迎下载支持.当 nniup / un , pniuu / up 时， 电阻率可达最大，这时nni750 / 75000pni75000/ 750 ，这时为 P 型半导体。19. 假设 S i 中电子的平均动能为 3k0T/2 ，试求室温时电子热运动的均方根速度。如将 S i置于 10V/cm 的电场中，证明电子的平均漂移速度小于热运动速2度，设电子迁移率为 15000cm/( V ?S). 如仍设迁移率为上述数值，计算电场为 104V/cm 时的平均漂移速度， 并与热运动速度作一比较， 。这时电子的实际平均漂移速度和迁移率应为多少？20. 试证 Ge 的电导有效质量也为第五章习题1.在一个

36、n 型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm-3, 空穴的寿命为 100us。计算空穴的复合率。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。（ 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。3. 有一块 n 型硅样品，寿命是 1us，无光照时电阻率是 10 cm。今用光照射该样品，光被半导体均匀的吸收，电子 - 空穴对的产生率是 1022cm-3 ?s-1 , 试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例？4. 一块半导体材料的寿命 =10us，光照在材料中会产生非平衡载流子，试求光照突然停止

37、20us 后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几？5. n 型硅中，掺杂浓度16-3光注入的非平衡载流子浓度14-3。ND=10cm ,n= p=10 cm计算无光照和有光照的电导率。6. 画出 p 型半导体在光照（小注入）前后的能带图，标出原来的的费米能级和光照时的准费米能级。13文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.EcEcEEiFnEiEFvEFpEEv光照前光照后15 -37. 掺施主浓度 ND=10 cm 的 n 型硅，由于光的照射产生了非平衡载流子14-3。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n

38、= p=10cm作比较。nEFnE ik 0Tln n8. 在一块 p 型半导体中，有一种复合 - 产生中心， 小注入时， i被这些中心俘获的1.1 1015电子发射回导带的过程和它与空穴复合的过E程具有E相同的k概Tln率。试求这种复0合.291eV -Fni01.51010产生中心的能级位置，并说明它能否成为有效的复合中心？PEEk Tln9. 把一种复合中心杂质掺入本征硅内，如果FP它的能i级位0置在禁Pi带中央，试证明小注入时的寿命 = n+ p。EEkTln10140.229eV10.16-3FPi010一块 n 型硅内掺有 10cm 的金原子 ，试求它在小注入时的寿命。 若一块 p

39、1.51016-3的金原子，它在小注入时的寿命又是多少？N D型硅内也掺有 10 cm11.平衡时EFEik oTln在下述条件下，是否有载流子的净复合或者净产生：ni（1）在载流子完全耗尽（即1014n, p 都大大小于 ni ）半导体区域。k 0Tln 1.5 10100.289eV（2）在只有少数载流子别耗尽（例如，pnni0E P12.D16-3E0.0517eV在掺杂浓度 N =10 cm，少数载流子寿命为F10us 的 n型硅中，如果由于外F界作用，少数载流子全部被清除，那么在这种情况下，电子- 空穴对的产生率是多大？（ Et =Ei）。13.室 温 下 ， p 型 半 导 体 中

40、 的 电 子 寿 命 为=350us ， 电 子 的 迁 移 率-2un=3600cm /(V ?s) 。试求电子的扩散长度。14.设空穴浓度是线性分布，在3us 内浓度差为 1015cm-3 ,u p =400cm2/(V ?s) 。试14文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.计算空穴扩散电流密度。15. 在电阻率为 1定注入的电子浓度（15-3cm的 p 型硅半导体区域中，掺金浓度Nt =10 cm , 由边界稳10-3n）0=10 cm , 试求边界处电子扩散电流。16.一块电阻率为3 cm 的 n 型硅样品，空穴寿命

41、p=5us, 在其平面形的表面处有稳定的空穴注入，过剩浓度（13-3p）=10 cm 。计算从这个表面扩散进入半导体内部的空穴电流密度，以及在离表面多远处过剩空穴浓度等于12-310 cm ？17.光照 1cm 的 n 型硅样品，均匀产生非平衡载流子，电子 - 空穴对产生率17-3-1。设样品的寿命为 10us ，表面符合速度为 100cm/s。试计算：为 10 cm?s（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。18. 一块掺杂施主浓度为16-3的硅片，在o2 10cm920 C 下掺金到饱和浓度，然后10-2经氧化等处理，最后此硅片的表面复合中心10 cm 。如果用光照射硅片并被样品均匀吸收，电子- 空穴对的产生率是17-3-115文档收集于互联网，如有不妥请联系删除.