半导体器件基础习题答案

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1、半导体器件习题答案第二章2.2使用价键模型，形象而简要地说明半导体(a)失去原子(b)电子(c)空穴(d)施主(e)受主2.3Q:使用能带模型，形象而简要地说明半导体：(a)电子(b)空穴(c)施主(d)受主(e)温度趋向于0K时，施主对多数载流子电子的冻结(f)温度趋向于0K时，受主对多数载流子空穴的冻结(g)在不同能带上载流子的能量分布(h)本征半导体(i)n型半导体(j)p型半导体(k)非简并半导体(l)简并半导体2.7Q:在导带或价带中，载流子的分布或载流子的数目是能量的函数，并且在靠近能带边缘时，载流子的分布有最大值。取一种

2、半导体是非简并半导体，对于导带和价带，证明其载流子分布的最大值分别对应的能量为Ec+kT/2和Ev-kT/2。A:电子在导带中的分布为g(E)f(E)c空穴在价带中的分布为g(E)[1f(E)]v对于导带中的载流子电子1(EEF)/kTf(E)e,EE3kT1e(EEF)/kTFm*2m*(EE)g(E)f(E)nnce(EEF)/kTc23**m2m(EE)1/2e(EEF)/kT...nnc231062109053杨旭一整理（仅供参考）1半导体器件习题答案dg(E)f(E)cd

3、Ee(EEF)/kT(EE)1/2e(EEF)/kT1/2c2(EE)kTc0EEpeak,electron111/21(EE)EEkT1/2cpeak,electronc2(EE)kT2c对于价带中的载流子空穴1(EEF)/kTf(E)1e,EE3kT1e(EEF)/kTF**m2m(EE)g(E)[1f(E)]ppve(EEF)/kTv23**1/2(EEF)/kTmp2mp(EE)e...v23dg(E)f(E)cdEe(EEF)/k

4、T(EE)1/2e(EEF)/kT1/2v2(EE)kTv0EEpeak,hole111/21(EE)EEkT1/2vpeak,holev2(EE)kT2v2.16与浓度相关的问题(a)Q:均匀掺杂153的p型硅片，在温度时，平衡状态的空穴和电子N10/cmT0KA浓度是多少？A:由于T趋于0K，因此n->0，p->0(b)Q:掺入杂质浓度为N的半导体且所有的杂质全部被电离，和2NninNpni/N请判断杂质是施主还是受主？说明理由A:杂质是施主，因为对于施主nN,pn2/N对于受主pN,

5、nn2/NDiDAiA(c)Q:一块硅片在平衡条件下保持300K的温度时，其电子的浓度是53，空穴的浓10/cm度是多少？A:硅片在300K的温度下的本征载流子浓度为10353n10/cmn10/cmi假设非简并，则2153pn/n10/cmi结果显示确实为非简并(d)Q:在温度T=300K，样品硅的费米能级位于本征费米能级之上0.259eV处，空穴和电子的浓度是多少？A:硅片在300K的温度下的本征载流子浓度为103n10/cminne(EFEi)/kT1010e0.259/0.02592.201014/cm3

6、ipne(EiEF)/kT1010e0.259/0.02594.54105/cm3i1062109053杨旭一整理（仅供参考）2半导体器件习题答案(e)Q:非简并锗样品，在平衡条件下温度保持在接近室温时，已知：n1013/cm3,n2p,N0iA求n和NDA:由非简并，得n2npn2/2n2n1.4141013/cm3iipnNNn/2nN0DAD133NDn/2ni/20.70710/cm2.17Q:求在下列条件下，均匀掺杂硅样品中平衡状态的空穴和电子浓度：1531.T300K

7、,NN,N10/cmADDA:103T300K,n10/cmiNN,nNADiD2153ni53nND10/cm,p10/cmND2.163T300K,N10/cm,NNADA103A:T300K,n10/cmiNN,nNDAiA2163ni43pNA10/cm,n10/cmNA3.153163T300K,N910/cm,N10/cmADA:补偿半导体103T300K,n10/cm,NNniDAinNpNAD153nNN10/cmDA2ni5

8、3p10/cmn1434.T450K,N0,N10/cmADA:133由图2.20,T450K,n510/cmin与N是可比的，应使用Eq2.29iD1/22NDND2143nni