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1、第五章习题1.在一个n型半导体样品中,过剩空穴浓度为10%十空穴的寿命为lOOuso计算空穴的复合率。已知：A/?=10131cm3,r=100/zv求：U=?解：根据r=f得：iz=贅加=10"曲s2.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,空穴寿命为仇(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吋的过载流子浓度。解：均匀吸收，无浓度梯度，无飘移。.字一£航att方程的通解：Ap(r)=Aer+gLr⑵达到稳定状态时警=0=0.3.有一块n型硅样品，
2、寿命是lus,无光照吋电阻率是10Q・cm。今用光照射该样甜，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是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？光照达到稳定态后.-—^gL=0Tp==gr=1022xlO-6=10"加光照前:Pq==IOQc/77“几+PWPp光照后：cr'=nppin+pqPp=+A+pqpf)=0.10+IO16xl.6xIO-19X1350+1016x1.6xIO-19x5000.1+2.96=3.06s/cmP=―7=0.32flc7??.a
3、少数载流子对电导的贡献•••A/7〉”o所以少了对电导的贡献,主要是的贡献.卩_10,6xl.6xl0-l9x5000.8_“皿;——=ZD/OO-13.063.061.一块半导体材料的寿命t=10us,光照在材料屮会产生非平衡载流子，试求光照突然停止20us后，其中非平衡载流了将衰减到原來的百分Z几？△M)=△〃(())£rA/X20)_Ap(O)_20=e_IU=13.5%光照停止20用后，减为原来的13.5%。2.n型硅中，掺杂浓度N,F10,6cm3,光注入的非平衡载流子浓度An=Ap=10,
4、4cm计算无光照和有光照的电导率。设T=300K,®=1.5x1010c/n_3.An=p=IO14/cm3则心=10,6cm/70=2.25xl04/cm3n=n()+An,p=p()+p无光照：cr0=n^H+p°qUp=“=1016x1.6x1O'19x1350=2.165/cm有光照：cr=W+pq/^p=wg+pw+心q（“”+“〃）u2」6+1014xl.6xl0-19x（1350+500）=2.16+0.0296=2.9s2m（注:掺杂10%加山的半导体中电子、空穴的迁移率近似
5、等丁本征半导体的迁移率）1.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。EcEEt=V光照前7.掺施主浓度ND=1015cm'3的n型硅,An=Ap=10I4cm_3o作比较。光照后由于光的照射产生了非平衡载流子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强电离情况，载流子浓度n=n(}+Az?=1015+1014=1.1xIO15/cm3Nd+1014(1.5x1010)2io13+IO14=IO14/cmn-ntep=n^eEfn_Ejk°TEj~
6、EppAEFn=Ei+kOTln£111x=kTin=0.29leVu1.5X1010Ei-koTln_pE1io14Efp-e—严E=-0.229eV&在一块P型半导体中，有i种复合-产生中心，小注入时，被这些中心俘获的电子发射冋导带的过程和它与空穴复合的过程具有相同的概率。试求这种复合-产生中心的能级位置，并说明它能否成为有效的复合中心？解：根据复合中心的间接复合理论：复合中心M・被电子占据4,向导带发射电子E,-Ej=rnn,nt=rnntentJT从价带俘获空穴乙卩坷E_E・由题知，11=rp
7、pntS'小注入：Ap«pQE._Ep=p{}+p^nie1Fk°TE(-EjEj-Efrn.e=rn.e;“’kJp1kJrnKrP二几o，P］很小。®=Po代入公式厂=丄+丄,不是冇效的复合屮心。诃rpNt9.把一种复合中心杂质掺入本征硅内，如果它的能级位置在禁带中央，试证明小注入时的寿命T=Tn+Tpo本征Si:Ef=E,复合中心的位置Et=E{根据间接复合理论得：乙So+®+V)+G(Po+P]+△〃)T=N(M(5+p()+Ap)E「EfEf_Ev•・•h0=Ncek°T;p°=Ncek°
8、TEc-EfEt-Evnx=Nce3;px=Nce因为:所以:EF=E(=Et=/A)=5=Plrn(n0+7?()+A/?)0®+A/;)7"—+Njp%(%+wo+V)N“皿+n0+Ap)11kN心Ntrn10.—块n型硅内掺有1016cm-3的金原子，试求它在小注入时的寿命。若一块p型硅内也掺有10l6cm-3的金原子，它在小注入时的寿命又是多少？N（=10l6cm-3〃型Si中，AiT对空穴的俘获系数°决定了少子空穴的寿命。~rf)Nf_1.15
