半导体物理考试复习题集

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1、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，107V/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=0.18eV，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

2、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。第一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-78oC，27oC，300oC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*nm*p。计算77K时的NC和NV。已知300K时，Eg=0.67eV。77k时Eg=0.76eV。

3、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。第一章半导体的导电性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

4、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800cm2/(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-3③磷原子1.3´1016cm-3+硼原子1.0´1016cm④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

5、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

6、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:第一章非平衡载流子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·

7、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。您好，欢迎您阅读我的文章，WORD文档可编辑修改，希望您提出保贵的意见或建议，让我们共同进步。