半導體器件-第4章習題

1、121. 一擴散的一擴散的p-n硅結在硅結在p側為線性緩變結，其側為線性緩變結，其a=1019cm-4，而，而n側為側為均勻摻雜，濃度為均勻摻雜，濃度為31014cm-3，如果在零偏壓時，如果在零偏壓時，p側耗盡區(qū)寬側耗盡區(qū)寬度為度為0.8m，找出在零偏壓時的總耗盡區(qū)寬度，內建電勢和最大，找出在零偏壓時的總耗盡區(qū)寬度，內建電勢和最大電場。電場。解：p側側n側側由已知條件，可得p側耗盡區(qū)邊緣的雜質濃度為:axp=0.810-4cm1019cm-4 =81014cm-3,根據(jù)空間電荷區(qū)電荷的電中性條件，有Naxp/2=NDxn因此，總的耗盡層寬度為1.067+0.8=1.867m根據(jù)泊松方程根據(jù)泊

2、松方程對于n型半導體一側，有可得，n側耗盡層寬度為: xn=1.067m對于p型半導體一側，有因此，內建電勢為：54. 決定符合下列決定符合下列p-n硅結規(guī)格的硅結規(guī)格的n型摻雜濃度：型摻雜濃度：NA=1018cm-3，且，且VR=30V, T=300K, Emax=4105V/cm.解：耗盡區(qū)寬度所以，當T=300K，VR=30V時，6由于VRVbi，所以ND=1.761016cm-375. 一突變一突變p-n結在輕摻雜結在輕摻雜n側的摻雜濃度為側的摻雜濃度為1015cm-3,1016cm-3和和1017cm-3，而重摻雜，而重摻雜p側為側為1019cm-3，求出一系列的，求出一系列的1/C

3、2對對V的曲線，的曲線，其中其中V的范圍從的范圍從-4V到到0V, 以以0.5V為間距，對于這些曲線的斜率及為間距，對于這些曲線的斜率及電壓軸的交點給出注釋。電壓軸的交點給出注釋。2lnADbiikTN NVqn解，根據(jù) 和Vbi=0.837Vbi=0.896Vbi=0.9568曲線的斜率反比于摻雜濃度，曲線的截距給出p-n結的內建電勢。1/Cj21015cm-31016cm-31017cm-396. 線性緩變硅結，其線性緩變硅結，其摻雜梯度摻雜梯度為為1020cm-4，計算內建電勢及，計算內建電勢及4V反反向偏壓的結電容向偏壓的結電容(T=300K)。解：內建電勢 (P96附)所以，Vbi由

4、結電容公式(p100, 式38)=1010. 在在T=300K，計算理想，計算理想p-n結二極管在反向偏壓達到結二極管在反向偏壓達到95%的反的反向飽和電流值時，需要外加的反向電壓。向飽和電流值時，需要外加的反向電壓。解：由題意，可知J = Jp(xp) + Jn(xn) = Jsexp(qV/kT)-1V=0.017V1111. 設計一硅設計一硅p-n二極管，使得在二極管，使得在Va=0.7V時，時，Jn=25A/cm2和和Jp=7A/cm2。其他參數(shù)如下：。其他參數(shù)如下：ni=9.65109cm-3，Dn=21cm2/sec, Dp=10cm2/sec, p0=n0=510-7sec.解：

5、由題意知12同理因此，我們可以設計一個p-n結二極管，其NA=5.2781016 cm-3, ND=5.21015cm-3.13解：假定在p=n=10-6s時，Dn=21cm2/s, Dp=10cm2/s12. 一理想硅一理想硅p-n二極管，二極管，ND=1018cm-3，NA=1016cm-3，p=n=10-6s，且器件面積為且器件面積為1.210-5cm2.(a) 計算在計算在300K，飽和電流的理論值；，飽和電流的理論值；(b) 計算在計算在0.7V時的正向和反向電流。時的正向和反向電流。(a) 由飽和電流密度的公式和所以，Js14由p-n結的截面積為可得(b) 總電流密度為所以，15解：由題意知，如果忽略產(chǎn)生-復合電流的影響，則17. 設計一設計一p+-n硅突變結二極管，其反向擊穿電壓為硅突變結二極管，其反向擊穿電壓為130V，且正，且正向偏壓電流在向偏壓電流在Va=0.7V時為時為2.2mA. 假設假設po=10-7s. 設二極管的截面積為A，則16對于p+-n結，擊穿電壓為：所以，設: Ec=4105V/cm，得當 時，少數(shù)載流子的遷移率為500.A=8.610-5cm217解：解: (a)