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半导体物理考试复习试题

'半导体物理考试复习试题'
第一章 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: 得第二章 半导体中的杂质和缺陷能级7. 锑化铟的禁带宽度Eg=0.18eV,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①施主杂质的电离能,②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①受主杂质电离能;②受主束缚的空穴的基态轨道半径。第三章 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. ①在室温下,锗的有效态密度Nc=1.05´1019cm-3,NV=3.9´1018cm-3,试求锗的载流子有效质量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。②77K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。 第四章 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: ①硼原子3´1015cm-3; ②硼原子1.3´1016cm-3+磷原子1.0´1016cm-3 ③磷原子1.3´1016cm-3+硼原子1.0´1016cm ④磷原子3´1015cm-3+镓原子1´1017cm-3+砷原子1´1017cm-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。①硼原子3´1015cm-3 查图4-14(a)知,②硼原子1.3´1016cm-3+磷原子1.0´1016cm-3 ,,查图4-14(a)知,③磷原子1.3´1016cm-3+硼原子1.0´1016cm ,,查图4-14(a)知,④磷原子3´1015cm-3+镓原子1´1017cm-3+砷原子1´1017cm-3 ,,查图4-14(a)知,17. ①证明当un¹up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②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: 第五章 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/(V·s)。试计算空穴扩散电流密度。17. 光照1W·cm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-3·s-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。欢迎您的光临,Word文档下载后可修改编辑.双击可删除页眉页脚.谢谢!你的意见是我进步的动力,希望您提出您宝贵的意见!让我们共同学习共同进步!学无止境.更上一层楼。.. ..
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