半导体物理第二章 pn结习题

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1、第二章PN结2-1．结空间电荷区边界分别为和，利用导出一般情况下的表达式。给出N区空穴为小注入和大注入两种情况下的表达式。2-2．热平衡时净电子电流或净空穴电流为零，用此方法推导方程。2-3．根据修正欧姆定律和空穴扩散电流公式证明，在外加正向偏压作用下，结侧空穴扩散区准费米能级的改变量为。2-4．硅突变结二极管的掺杂浓度为：，，在室温下计算：（a）自建电势（b）耗尽层宽度（c）零偏压下的最大内建电场。2–5．若突变结两边的掺杂浓度为同一数量级，则自建电势和耗尽层宽度可用下式表示试推导这些表示式。2–6．推导出线

2、性缓变结的下列表示式：（a）电场（b）电势分布（c）耗尽层宽度（d）自建电势。2-7．推导出结（常称为高低结）内建电势表达式。2-8．（a）绘出图2-6a中的扩散结的杂质分布和耗尽层的草图。解释为何耗尽层的宽度和的关系曲线与单边突变结的情况相符。（b）对于的情况，重复（a）并证明这样的结在小的行为像线性结，在大时像突变结。2-9．对于图2-6（b）的情况，重复习题2-8。2–10．（a）结的空穴注射效率定义为在处的，证明此效率可写成（b）在实际的二极管中怎样才能使接近1；2-11．长结二极管处于反偏压状态，求：

3、（1）解扩散方程求少子分布和，并画出它们的分布示意图。（2）计算扩散区内少子贮存电荷。（3）证明反向电流为结扩散区内的载流子产生电流。2-12．若结边界条件为处，处。其中和分别与与具有相同的数量级，求、以及、的表达式。2–13．在结二极管中，N区的宽度远小于Lp,用（S为表面复合速度）作为N侧末端的少数载流子电流，并以此为边界条件之一，推导出载流子和电流分布。絵出在S＝0和S＝时N侧少数载流子的分布形状。2-14．推导公式（2-72）和（2-73）。2–15．把一个硅二极管用做变容二极管。在结的两边掺杂浓度分别

4、为以及。二极管的面积为100平方密尔。（a）求在和时的二极管的电容。（b）计算用此变容二极管及的储能电路的共振频率。（注：（密耳）为长度单位，（英寸））2-16．用二极管恢复法测量二极管空穴寿命。（a）对于和，在具有上升时间的示波器上测得，求。（b）若（a）中快速示波器无法得到，只得采用一只具有上升时间较慢的示波器，问怎样才能使测量精确？叙述你的结果。2-17．结杂质分布Na＝常数，，导出特性表达式。2–18．若二极管区宽度是和扩散长度同一数量级，推导小信号交流空穴分布和二极管导纳，假设在处表面复合速度无限大。

5、2–19．一个硅二极管工作在0.5的正向电压下，当温度从上升到时，计算电流增加的倍数。假设，且每10增加一倍。2–20．采用电容测试仪在测量结二极管的电容反偏压关系。下面是从0—5每次间隔测得的电容数据，以微法为单位：19.9，17.3，15.6，14.3，13.3，12.4，11.6，11.1，10.5，10.1，9.8。计算和。二极管的面积为。2-21．在I条件下测量PN长二极管恢复特性。得到的结果是t=350ns.用严格解和近似公式两种方法计算。2–22．在硅中当最大电场接近时发生齐纳击穿。假设在侧，为要

6、得到的齐纳击穿，求在侧的施主浓度，采用单边突变近似。2–23．（a）对于下图中的二极管，假设和区不承受任何外加电压，证明雪崩击穿的条件可表示为（b）对于300的，，画出与的关系曲线。假设对于所有的杂质浓度。P+