半導體物理習題三new

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1、半導體物理習題習題三姓名學號習題請直接做在此頁面上，完成后發(fā)往luming.sjtu42@gmail.com。1，室溫下，本征鍺的電阻率為47Ω·cm，試求本征載流子濃度。若摻入銻雜質，使每106個鍺原子中有一個雜質原子，計算室溫下電子濃度和空穴濃度。設雜質全部電離。鍺原子的濃度為4．4×1022／cm3試求該摻雜鍺材料的電阻率。設μn=3600cm2／V·s，μp=1700cm2／V·s，且不隨摻雜而變化。解：施主雜質原子的濃度電子濃度空穴濃度2，(1)試證明室溫下，某半導體的電子濃度時，其電導率σ為最小值（式中、ni是本征載流子濃度μn和μp分別為

2、空穴和電子的遷移率），并求在上面條件下空穴的濃度；(2)當ni=2．5×1012／cm3，μp=1900cm2／V·s，μn=3800cm2／V·s時，試求鍺的本征電導率和最小電導率；(3)試問當n0和p0(除了n0=p0=ni以外)為何值時，該晶體的電導率等于本征電導率。(1)證明：對公式作如下演算：等式兩邊對n求導得：又，有極值點當即：電導率σ為最小值此時的空穴的濃度（2）鍺的本征電導率鍺的最小電導率，(3電導率本征電導率當時，3，某p型半導體摻雜濃度NA=1016／cm3，少子壽命τn=10μs，在均勻光的照射下產生非平衡載流子，其產生率g＝10

3、18／cm3·s，試計算室溫時光照情況下的費米能級并和原來無光照時的費米能級比較。設本征載流子濃度ni=1010／cm3。解：凈復合率為空穴的凈復合率由小注入壽命公式可得利用容易看出，Ei≠Et時，無論Et在EV的上方，還是在EC的下方，它與Ei相距越遠，第二項的數(shù)值就越大，即τ越大，復合中心的復合作用越弱。當Ei=Et時，τ取極小值，即復合中心能級與本征費米能級重合時，復合中心的復合作用最強。4，設一塊半無限大、均勻的n型半導體材料中，在x＝0處，產生的非平衡載流子濃度為pn(0)-pn0，求它的穩(wěn)態(tài)少數(shù)載流子分布。解：穩(wěn)態(tài)情況下，少子的連續(xù)方程為(

4、x<0)(x>0)兩個方程的通解分別為：(x≤0)(x≥0)式中A，B，C和D是四個待定常數(shù)。由于光照加在長樣品的左半部，當x為很大的負值和很大的正值時，p(x)應該有恒定數(shù)值，因此，A=0，D=0。于是(x≤0)(x>0)其次，在x=0處p(x)應該連續(xù)，即在x=0處密度的梯度也應該是連續(xù)的，即否則，出現(xiàn)x=0處流進的空穴數(shù)目不等于流出的空穴數(shù)，導致p(0)隨時間而增減，將不是穩(wěn)態(tài)的結果。于是可得最后得穩(wěn)態(tài)空穴分布：(x≤0)(x>0)5，有一塊半導體樣品，它的空穴濃度如圖所示。(1)求無外加電場時的空穴電流密度Jp(x)的表示式，井畫出曲線；(2)

5、設空穴濃度分布如圖，若使凈空穴電流為零，試求所需內電場的表示式，并畫出曲線；(3)若P(0)／P0=103，求x=0和x=W之間的電位差。解：(1)無外加電場時，電流密度形式表示為(3)如圖所示，空穴濃度方程式當P(0)／P0=103時，