半导体物理学(第7版)第五章习题及答案.docx

《半导体物理学(第7版)第五章习题及答案.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、精品文档第五章习题1.在一个n型半导体样品中，过剩空穴浓度为1013cm-3,空穴的寿命为100us。计算空穴的复合率。已知：p1013/cm3,100s求：U？解：根据pU得：Up1013173s10010610/cm2.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。（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。解：均匀吸收，无浓度梯度，无飘移。dppgLdtt方程的通解：p(t)AegL(2)达到稳定状态时，dp0dtpgL0.pg3.有一块n型硅样品，寿命是1us，无光照时电阻率是10cm。今用光照射该样品

2、，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是22-3s-1,试计算光照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡10cm献占多大比例？光照达到稳定态后.pgL0png10221061016cm3光照前:0110cmn0qp0qnp光照后:'npnpqn0qnp0qpnqnpqpp0.1010161.61019135010161.610195000.12.963.06s/cm'10.32cm.'少数载流子对电导的贡献pp0.所以少子对电导的贡献,主要是p的贡献.p9up10161.610195000.826%13.063.06欢迎下载1。精品文档4.一块半导体材料的寿命=10us，光照

3、在材料中会产生非平衡载流子，试求光照突然停止20us后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几？tp(t)p(0)e20p(20)e1013.5%p(0)光照停止20s后，减为原来的13.5%。5.n型硅中，掺杂浓度16-3光注入的非平衡载流子浓度14-3。计算无光照和有光照的ND=10cm,n=p=10cm电导率。设T300K,ni1.51010cm3.np1014/cm3则n01016cm3,p02.25104/cm3nn0n,pp0p无光照:0n0qnp0qupn0qn10161.6101913502.16s/cm有光照:nqnpqpn0qnp0qpnq(np)2.161014

4、1.61019(1350500)2.160.02962.19s/cm(注：掺杂1016cm13的半导体中电子、空穴的迁移率近似等于本征半导体的迁移率）6.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。。2欢迎下载精品文档EcEcEiEFnEiEFEvEvEFp光照前光照后15-3的n型硅，由于光的照射产生了非平衡载流子14-3。试计算这种情况7.掺施主浓度ND=10cmn=p=10cm下的准费米能级位置，并和原来的费米能级作比较。强电离情况，载流子浓度EEkTlnn1514Fninn0n10100nip1.11015/cm31014EFnEi

5、k0Tln1.110150.291eVp0pni1.510102NDEEkTlnP(1.51021414FPi010)3Pi1010/cm15101014nnieEFnEiEFPEik0Tln0.229eV1010koT1.5pnieEiEFP平衡时EFEikoTlnNDk0Tnik0Tln10140.289eV1.51010EnFEF0.0025eVEFEPF0.0517eV8.在一块p型半导体中，有一种复合-产生中心，小注入时，被这些中心俘获的电子发射回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？。3欢迎下载精品

6、文档解：根据复合中心的间接复合理论：复合中心Nt.被电子占据nt,向导带发射电子snntrnn1ntrnnieEtEintkoT从价带俘获空穴rnpnt由题知，rnntnieEtEirppntkoT小注入：pp0EtEirnniekoTrnrpEtpp0pnieEiEFkoTrpnieEiEF;koTEiEiEFno,p1很小。n1p0代入公式11rnNt,不是有效的复合中心。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=n+p。本征Si:EFEi复合中心的位置ETEi根据间接复合理论得:rn(n0n1p)rp(p0p1p)Ntrpr

7、n(n0p0p)EcEFEFEVn0Ncek0T;p0NcekoTECETETEVn1Ncek0T;p1Ncek0T因为：EFEiET所以：n0p0n1p1rn(n0n0p)rp(n0n0p)Ntrprn(n0n0p)Ntrprn(n0n0p)11pnNtrpNtrn10.一块n型硅内掺有16-3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16-310cm10cm的金原子，它在小注入时的寿命又是多少？。4欢迎下载精品文档Nt1016cm3n型Si