半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答

1、半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答第一篇習(xí)題半導(dǎo)體中得電子狀態(tài)1-1、什么叫本征激發(fā)？溫度越高，本征激發(fā)得載流子越多，為什么？試定性說(shuō)明之。1-2、試定性說(shuō)明Ge、Si得禁帶寬度具有負(fù)溫度系數(shù)得原因。1-3、試指出空穴得主要特征。1-4、簡(jiǎn)述Ge、Si與GaAS得能帶結(jié)構(gòu)得主要特征。1-5、某一維晶體得電子能帶為E(k)E010.1cos(ka)0.3sin(ka)其中E0=3eV,晶格常數(shù)a=5x10-11m。求：(1)能帶寬度；(2)能帶底與能帶頂?shù)糜行з|(zhì)量。第一篇題解半導(dǎo)體中得電子狀態(tài)劉諾編1-1、解：在一定溫度下，價(jià)帶電子獲得足夠得能量(Eg)被激發(fā)到導(dǎo)帶成為導(dǎo)電電子得過(guò)程就就是本征激發(fā)。其結(jié)果就是

2、在半導(dǎo)體中出現(xiàn)成對(duì)得電子-空穴對(duì)。如果溫度升高，則禁帶寬度變窄，躍遷所需得能量變小，將會(huì)有更多得電子被激發(fā)到導(dǎo)帶中。1-2、解：電子得共有化運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致孤立原子得能級(jí)形成能帶，即允帶與禁帶。溫度升高，則電子得共有化運(yùn)動(dòng)加劇，導(dǎo)致允帶進(jìn)一步分裂、變寬；允帶變寬，則導(dǎo)致允帶與允帶之間得禁帶相對(duì)變窄。反之，溫度降低，將導(dǎo)致禁帶變寬。因此，Ge、Si得禁帶寬度具有負(fù)溫度系數(shù)。1-3、解：空穴就是未被電子占據(jù)得空量子態(tài)，被用來(lái)描述半滿帶中得大量電子得集體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，就是準(zhǔn)粒子。主要特征如下：A、荷正電：+q;B、空穴濃度表示為p(電子濃度表示為n);C、EP=-En半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答D、mp*=-mn*o1

3、-4、解：(1)Ge、Si:a)Eg(Si:0K)=1、21eV；Eg(Ge：0K)=1、170eV；b)間接能隙結(jié)構(gòu)C)禁帶寬度Eg隨溫度增加而減?。?2)GaAs：(3)Eg(300K)第二篇習(xí)題-半導(dǎo)體中得雜質(zhì)與缺陷能級(jí)劉諾編2-1、什么叫淺能級(jí)雜質(zhì)？它們電離后有何特點(diǎn)？2-2、什么叫施主？什么叫施主電離？施主電離前后有何特征？試舉例說(shuō)明之，并用能帶圖表征出n型半導(dǎo)體。2-3、什么叫受主？什么叫受主電離？受主電離前后有何特征？試舉例說(shuō)明之，并用能帶圖表征出p型半導(dǎo)體。2-4、摻雜半導(dǎo)體與本征半導(dǎo)體之間有何差異？試舉例說(shuō)明摻雜對(duì)半導(dǎo)體得導(dǎo)電性能得影響。2-5、兩性雜質(zhì)與其它雜質(zhì)有何異同？2

4、-6、深能級(jí)雜質(zhì)與淺能級(jí)雜質(zhì)對(duì)半導(dǎo)體有何影響？2-7、何謂雜質(zhì)補(bǔ)償？雜質(zhì)補(bǔ)償?shù)靡饬x何在？第二篇題解半導(dǎo)體中得雜質(zhì)與缺陷能級(jí)劉諾編2-1、解：淺能級(jí)雜質(zhì)就是指其雜質(zhì)電離能遠(yuǎn)小于本征半導(dǎo)體得禁帶寬度得雜質(zhì)c它們電離后將成為帶正電(電離施主)或帶負(fù)電(電離受主)得離子,并同時(shí)向?qū)峁╇娮踊蛳騼r(jià)帶提供空穴。2-2、解：半導(dǎo)體中摻入施主雜質(zhì)后，施主電離后將成為帶正電離子，并同時(shí)向?qū)峁╇娮樱@種雜質(zhì)就叫施主。施主電離成為帶正電離子(中心)得過(guò)程就叫施主電離。半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答施主電離前不帶電，電離后帶正電。例如，在Si中摻P,P為V族元素，本征半導(dǎo)體Si為IV族元素，P摻入Si中后，P得最外層電子

5、有四個(gè)與Si得最外層四個(gè)電子配對(duì)成為共價(jià)電子，而P得第五個(gè)外層電子將受到熱激發(fā)掙脫原子實(shí)得束縛進(jìn)入導(dǎo)帶成為自由電子。這個(gè)過(guò)程就就是施主電離。n型半導(dǎo)體得能帶圖如圖所示：其費(fèi)米能級(jí)位于禁帶上方EcEFEv2-3、解：半導(dǎo)體中摻入受主雜質(zhì)后，受主電離后將成為帶負(fù)電得離子，并同時(shí)向價(jià)帶提供空穴，這種雜質(zhì)就叫受主。受主電離成為帶負(fù)電得離子（中心）得過(guò)程就叫受主電離。受主電離前帶不帶電，電離后帶負(fù)電。例如，在Si中摻B,B為m族元素，而本征半導(dǎo)體Si為IV族元素，P摻入B中后，B得最外層三個(gè)電子與Si得最外層四個(gè)電子配對(duì)成為共價(jià)電子， 而B傾向于接受一個(gè)由價(jià)帶熱激發(fā)得電子。這個(gè)過(guò)程就就是受主電離。p型半

6、導(dǎo)體得能帶圖如圖所示：其費(fèi)米能級(jí)位于禁帶下方EQEFEv2-4、解：在純凈得半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)后，可以控制半導(dǎo)體得導(dǎo)電特性。摻雜半導(dǎo)體又分為n型半導(dǎo)體與p型半導(dǎo)體。例如，在常溫情況下，本征Si中得電子濃度與空穴濃度均為1、5X1010cm-3。半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答當(dāng)在Si中摻入1、0X1016cm-3后，半導(dǎo)體中得電子濃度將變?yōu)?、0X1016cm-3,而空穴濃度將近似為2、25X104cm-3。半導(dǎo)體中得多數(shù)載流子就是電子，而少數(shù)載流子就是空穴。2-5、解：兩性雜質(zhì)就是指在半導(dǎo)體中既可作施主又可作受主得雜質(zhì)。如m-V族GaAs中摻IV族Si。如果Si替位m族As,則Si為施主；如果Si替位V族

7、Ga,則Si為受主。所摻入得雜質(zhì)具體就是起施主還就是受主與工藝有關(guān)。2-6、解：深能級(jí)雜質(zhì)在半導(dǎo)體中起復(fù)合中心或陷阱得作用。淺能級(jí)雜質(zhì)在半導(dǎo)體中起施主或受主得作用。2-7、當(dāng)半導(dǎo)體中既有施主又有受主時(shí)，施主與受主將先互相抵消，剩余得雜質(zhì)最后電離，這就就是雜質(zhì)補(bǔ)償。利用雜質(zhì)補(bǔ)償效應(yīng)，可以根據(jù)需要改變半導(dǎo)體中某個(gè)區(qū)域得導(dǎo)電類型，制造各種器件第三篇習(xí)題半導(dǎo)體中載流子得統(tǒng)計(jì)分布劉諾編3-1、對(duì)于某n型半導(dǎo)體，試證明其費(fèi)米能級(jí)在其本征半導(dǎo)體得費(fèi)米能級(jí)之上。即EFnEFi。3-2、試分別定性定量說(shuō)明：(1)在一定得溫度下，對(duì)本征材料而言，材料得禁帶寬度越窄，載流子濃度越高；(2)對(duì)一定得材料，當(dāng)摻雜濃度一

8、定時(shí)，溫度越高，載流子濃度越高。3-3、若兩塊Si樣品中得電子濃度分別為2、25X1010cm-3與6、8X1016cm-3,試分別求出其中得空穴得濃度與費(fèi)米能級(jí)得相對(duì)位置，并判斷樣品得導(dǎo)電類型。假如再在其中都摻入濃度為2、25X1016cm-3得受主雜質(zhì)，這兩塊樣品得導(dǎo)電類型又將怎樣？3-4、含受主濃度為8、0X106cm-3與施主濃度為7、25X1017cm-3得Si材料，試求溫度分別為300K與400K時(shí)此材料得載流子濃度與費(fèi)米能級(jí)得相對(duì)位置。3-5、試分別計(jì)算本征Si在77K、300K與500K下得載流子濃度。3-6、Si樣品中得施主濃度為4、5X1016cm-3,試計(jì)算300K時(shí)得電

9、子濃度與空穴半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答濃度各為多少？3-7、某摻施主雜質(zhì)得非簡(jiǎn)并Si樣品，試求EF=(ED+ED)/2時(shí)施主得濃度三篇題解半導(dǎo)體中載流子得統(tǒng)計(jì)分布劉諾編3-1、證明：設(shè)nn為n型半導(dǎo)體得電子濃度，m為本征半導(dǎo)體得電子濃度。顯然nnni口-EcEFECEF即NcexpNcexpkoTkoT則EFnEFi即率征n覆行證。3-2、解：(1)在一定得溫度下，對(duì)本征材料而言，材料得禁帶寬度越窄，則躍遷所需得能量越小，所以受激發(fā)得載流子濃度隨著禁帶寬度得變窄而增加。由公式EgQ.NcNve2k0T也可知道，溫度不變而減少本征材料得禁帶寬度，上式中得指數(shù)項(xiàng)將因此而增加,從而使得載流子濃度因此而增加

10、。(2)對(duì)一定得材料，當(dāng)摻雜濃度一定時(shí)，溫度越高，受激發(fā)得載流子將因此而這時(shí)兩式中得指數(shù)項(xiàng)將因此而增加，從而導(dǎo)致載流子濃度noNcexpEcEFkoT和poNVexpEFEVkoT增加。由公式可知,增加。2、25X1016cm-3得受主雜質(zhì)，那么將出現(xiàn)雜質(zhì)補(bǔ)償，第一種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將變?yōu)镻型半導(dǎo)體，第二種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將近似為本征半導(dǎo)體。答：第一種半導(dǎo)體中得空穴得濃度為1、1x1010cm-3,費(fèi)米能級(jí)在價(jià)帶上方0、234eV處；第一種半導(dǎo)體中得空穴得濃度為3、3x103cm-3,費(fèi)米能級(jí)在價(jià)帶上方0、331eV處。 摻入濃度為2、25X1016cm-3得受主雜質(zhì)后，第一種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將變?yōu)閜型半

11、導(dǎo)體，第二種半導(dǎo)體補(bǔ)償后將近似為本征半導(dǎo)體。3-4、含受主濃度為8、0X106cm-3與施主濃度為7、25X1017cm-3得Si材料，試求溫度分別為300K與500K時(shí)此材料得載流子濃度與費(fèi)米能級(jí)得相對(duì)位置。解：由于雜質(zhì)基本全電離，雜質(zhì)補(bǔ)償之后，有效施主濃度*173NDNDNA7.2510cm則300K時(shí),電子濃度n0300KND7.251017cm3半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答3-3、解:n0P02niP02可見(jiàn),又因?yàn)镻0noino2noin02NveEF1EvkTEF2kTIO21.5102.2510101021.5106.81610P01p02EFEv%TlnNp01Ev1.03.3本征半導(dǎo)

12、體n 型半導(dǎo)體10103103cmcm1110190.026ln1.010Ev0.234eVln叢P0211100.026ln3.3103Ev0.331eV假如再在其中都摻入濃度為半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答空穴濃度費(fèi)米能級(jí)在500K時(shí),得到P0PPp300KEFEVnikTln1021.51023行3.11102cm37.2510170.026lnNvP0_191.010193.111020.3896eV根據(jù)電中性條件*2ND*ND21321.010、1.37951084n；P0ND費(fèi)米能級(jí)EFEvEvEv答：300K11x102cm-3nPp2ni7.2510177.251017241.01013

13、283:1.3795108cm37.2491017cmNv300K400Kk0Tln300K0.026ln0.0819eVPP1.110193400一2300_177.2510時(shí)此材料得電子濃度與空穴濃度分別為7、25x1017cm-3與3、,費(fèi)米能級(jí)在價(jià)帶上方0、3896eV處；500K時(shí)此材料得電子濃度與空穴濃度分別近似為為7、248x1017cm-3與1、3795x108cm-3,費(fèi)米能級(jí)在價(jià)帶上方0、08196eV處。半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答3-5、 試分別計(jì)算本征Si在77K、300K與500K下得載流子濃度。由 NcTNccc300K300K解:所以,則 Nc77KcNc500KcNc

14、300KcNc300Kc77K300K500K300K假設(shè)載流子得有效質(zhì)量近似不變，則n(77K)2.8191077K300K3.75818310cmNvTNvNv77KNv500KEgTEg300K300KNv300K77K300KNv300K500K300K所以Egg77Kn(300K)n(500K)EgEg300K500KNcNveT2Eg0T2EgEg,NcNveEg2k0T,NcNveEg2k0TNcNveEg2k0TT2T2Eg2kT,有1.14.731.211.212.81.1101919101019104,4.7310500K300K77K300K500K300K6364772

15、776366.02510191.43041018一一一_192.36710191.2061eV-4_24.73103001.1615eV3006364.7310450020.7437,3.75810181.4304101819192.8101.110500636191.20611.602101.16156.02510192.3671019_2321.3810_391.6021039231.3810300773.5_391.10591.602103977_2321.3810235003cm3cmcm1.1059eV1m1.66910143cm3cm半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答答

16、：77K下載流子濃度約為1、159X10-8cm-3,300K下載流子濃度約為3、5X109cm-3,500K下載流子濃度約為1、669X1014cm-3。3-6、Si樣品中得施主濃度為4、5X1016cm-3,試計(jì)算300K時(shí)得電子濃度與空穴濃度各為多少?3-6、解：在300K時(shí)，因?yàn)镹D10ni,因此雜質(zhì)全電離n0=NDM5X1016cm-32102ni1.51033POW-5.010cmn04.510答：300K時(shí)樣品中得得電子濃度與空穴濃度分別就是4、5Xl016cm-3與5、0X103cm-3o3-7、某摻施主雜質(zhì)得非簡(jiǎn)并Si樣品，試求EF=（丘+ED）/2時(shí)施主得濃度。解：由于半導(dǎo)

17、體就是非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體，所以有電中性條件+n0=NDEcEFNcek0TNDEDEF12ek0T半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答4-4、證明當(dāng)產(chǎn)仍，且電子濃度 n0nJn/p,空穴濃度Pon7p/n時(shí)半導(dǎo)體得電導(dǎo)率有最小值,并推導(dǎo)min得表達(dá)式。4-5、0、12kg得Si單晶摻有3、0 x10-9kg得Sb,設(shè)雜質(zhì)全部電離，試求出此材料得電導(dǎo)率。(Si單晶得密度為2、33g/cm3,Sb得原子量為121、8)第四篇題解-半導(dǎo)體得導(dǎo)電性劉諾編4-1、解：對(duì)于重?fù)诫s半導(dǎo)體，在低溫時(shí)，雜質(zhì)散射起主體作用，而晶格振動(dòng)散射與一般摻雜半導(dǎo)體得相比較，影響并不大，所以這時(shí)侯隨著溫度得升高，重?fù)诫s半導(dǎo)體得遷移率反而增加；溫度

18、繼續(xù)增加后，晶格振動(dòng)散射起主導(dǎo)作用，導(dǎo)致遷移率下降。對(duì)一般摻雜半導(dǎo)體，由于雜質(zhì)濃度較低，電離雜質(zhì)散射基本可以忽略，起主要作用得就是晶格振動(dòng)散射，所以溫度越高，遷移率越低。4-2、解：遷移率就是單位電場(chǎng)強(qiáng)度下載流子所獲得得漂移速率。影響遷移率得主要因素有能帶結(jié)構(gòu)(載流子有效質(zhì)量)、溫度與各種散射機(jī)構(gòu)。4-3、解：Si得電阻率與溫度得變化關(guān)系可以分為三個(gè)階段：施主電離很弱時(shí)，等式右邊分母中的1”可以略去,NceEcEFEDEFk0TNDck0TeEF2ECED1NDk0Tln222NVEFND1ECED22NCc答：ND為二倍NCO第四篇習(xí)題-半導(dǎo)體得導(dǎo)電性劉諾編4-1、對(duì)于重?fù)诫s半導(dǎo)體與一般摻雜

19、半導(dǎo)體，為何前者得遷移率隨溫度得變化趨勢(shì)不同？試加以定性分析。4-2、何謂遷移率？影響遷移率得主要因素有哪些?4-3、試定性分析Si得電阻率與溫度得變化關(guān)系。(1)溫度很低時(shí)，電阻率隨溫度升高而降低。因?yàn)檫@時(shí)本征激發(fā)極弱，可以忽略；載流子主要來(lái)源于雜質(zhì)電離，隨著溫度升高，載流子濃度逐步增加，相應(yīng)地電離雜質(zhì)散射也隨之增加，從而使得遷移率隨溫度升高而增大，導(dǎo)致電阻率隨溫度升高而降低。(2)溫度進(jìn)一步增加(含室溫)，電阻率隨溫度升高而升高。在這一溫度范圍內(nèi)，雜質(zhì)已經(jīng)全部電離，同時(shí)本征激發(fā)尚不明顯，故載流子濃度基本沒(méi)有變化。對(duì)散射起主要作用得就是晶格散射，遷移率隨溫度升高而降低，導(dǎo)致電阻率隨溫度升高而

20、升高。(3)溫度再進(jìn)一步增加，電阻率隨溫度升高而降低。這時(shí)本征激發(fā)越來(lái)越多，雖然遷移率隨溫度升高而降低，但就是本征載流子增加很快，其影響大大超過(guò)了遷移率降低對(duì)電阻率得影響，導(dǎo)致電阻率隨溫度升高而降低。當(dāng)然，溫度超過(guò)器件得最高工作溫度時(shí)，器件已經(jīng)不能正常工作了。4-4、證明:半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答4n0時(shí)有極值,.22而*qp0,故有極小值dnnpn2即dnqnnqp0所以nn.p/nP號(hào)ni.n/p有min2nq./pn得證。4-5、解：Si的體積V2100051.502cm32.333.010910006.0251023ND12182.8811017cm322.556故材料得電導(dǎo)率為17191

21、1nqn6.579101.6021052024.04cm答：此材料得電導(dǎo)率約為24、04Q-1cm-1。第五篇習(xí)題非平衡載流子劉諾編5-1、何謂非平衡載流子？非平衡狀態(tài)與平衡狀態(tài)得差異何在？5-2、漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有什么不同？5-3、漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)之間有什么聯(lián)系？非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體得遷移率與擴(kuò)散系數(shù)之間有什么聯(lián)系？5-4、平均自由程與擴(kuò)散長(zhǎng)度有何不同？平均自由時(shí)間與非平衡載流子得壽命又有何不同？t5-5、證明非平衡載流子得壽命滿足ptp0e,并說(shuō)明式中各項(xiàng)得物理意義5-6、導(dǎo)出非簡(jiǎn)并載流子滿足得愛(ài)因斯坦關(guān)系。5-7、間接復(fù)合效應(yīng)與陷阱效應(yīng)有何異同？得壽命就是指非平衡載流子得平均生存時(shí)間前者與散

22、射有關(guān)，散射越弱，平均半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答5-8、光均勻照射在6cm得n型Si樣品上，電子-空穴對(duì)得產(chǎn)生率為4X1021cm-3s1,樣品壽命為8肉。試計(jì)算光照前后樣品得電導(dǎo)率。dEF,jnn5-9、證明非簡(jiǎn)并得非均勻半導(dǎo)體中得電子電流形式為dx05-10、假設(shè)Si中空穴濃度就是線性分布，在4四內(nèi)得濃度差為2X1016cm-3,試計(jì)算空穴得擴(kuò)散電流密度。5-11、試證明在小信號(hào)條件下，本征半導(dǎo)體得非平衡載流子得壽命最長(zhǎng)。第五篇題解-非平衡載流子劉諾編5-1、解：半導(dǎo)體處于非平衡態(tài)時(shí)，附加得產(chǎn)生率使載流子濃度超過(guò)熱平衡載流子濃度，額外產(chǎn)生得這部分載流子就就是非平衡載流子。通常所指得非平衡載流子就

23、是指非平衡少子。熱平衡狀態(tài)下半導(dǎo)體得載流子濃度就是一定得，產(chǎn)生與復(fù)合處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),躍遷引起得產(chǎn)生、復(fù)合不會(huì)產(chǎn)生宏觀效應(yīng)。在非平衡狀態(tài)下，額外得產(chǎn)生、復(fù)合效應(yīng)會(huì)在宏觀現(xiàn)象中體現(xiàn)出來(lái)。5-2、解：漂移運(yùn)動(dòng)就是載流子在外電場(chǎng)得作用下發(fā)生得定向運(yùn)動(dòng)，而擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)就是由于濃度分布不均勻?qū)е螺d流子從濃度高得地方向濃度底得方向得定向運(yùn)動(dòng)。前者得推動(dòng)力就是外電場(chǎng)，后者得推動(dòng)力則就是載流子得分布引起得。5-3、解：漂移運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)之間通過(guò)遷移率與擴(kuò)散系數(shù)相聯(lián)系。而非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體得遷移率與擴(kuò)散系數(shù)則通過(guò)愛(ài)因斯坦關(guān)系相聯(lián)系，二者得比值與溫度成反比關(guān)系。即_q_DkT5-4、答：平均自由程就是在連續(xù)兩次散射之間載流

24、子自由運(yùn)動(dòng)得平均路程。而擴(kuò)散長(zhǎng)度則就是非平衡載流子深入樣品得平均距離。它們得不同之處在于平均自由程由散射決定，而擴(kuò)散長(zhǎng)度由擴(kuò)散系數(shù)與材料得壽命來(lái)決定。平均自由時(shí)間就是載流子連續(xù)兩次散射平均所需得自由時(shí)間，非平衡載流子半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答自由時(shí)間越長(zhǎng)；后者由復(fù)合幾率決定，它與復(fù)合幾率成反比關(guān)系。5-5、證明:子的減少數(shù)上包dt非平衡載流子數(shù)-p如果在 t0 時(shí)刻撤除光照dptdt在小注入條件下，為常數(shù)，解方程(1),得到式中，Ap(0)為t=0時(shí)刻得非平衡載流子濃度。間呈指數(shù)衰減得規(guī)律。得證。5-6、證明：假設(shè)這就是n型半導(dǎo)體，雜質(zhì)濃度與內(nèi)建電場(chǎng)分布入圖所示穩(wěn)態(tài)時(shí)，半導(dǎo)體內(nèi)部就是電中性得,Jn=

25、0單位時(shí)間內(nèi)非平衡載流而在單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合的則在單位時(shí)間內(nèi)減少得非平衡載流子數(shù)=在單位時(shí)間內(nèi)復(fù)合得非平衡載流子數(shù),此式表達(dá)了非平衡載流子隨時(shí)這就就是非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體滿足得愛(ài)因斯坦關(guān)系得證。5-7、答：間接復(fù)合效應(yīng)就是指非平衡載流子通過(guò)位于禁帶中特別就是位于禁帶中央得雜質(zhì)或缺陷能級(jí)E而逐漸消失得效應(yīng)，Et得存在可能大大促進(jìn)載流子得復(fù)合；陷阱效應(yīng)就是指非平衡載流子落入位于禁帶中得雜質(zhì)或缺陷能級(jí)E中，使在Et上得電子或空穴得填充情況比熱平衡時(shí)有較大得變化，從引起Anw，這種效應(yīng)對(duì)瞬態(tài)過(guò)程得影響很重要。止匕外，最有效得復(fù)合中心在禁帶中央，而最有效得陷阱能級(jí)在費(fèi)米能級(jí)附近。一般來(lái)說(shuō)，所有得雜質(zhì)或缺陷能級(jí)都有某

26、種程度得陷阱效應(yīng)，而且陷阱效應(yīng)就是否成立還與一定得外界條件有關(guān)。5-8、解：光照前1101.16706一，_21、，_-6、p=G廿(4X10)(8X10)答：光照前后樣品得電導(dǎo)率分別為1、167Q-1cm-1與3、51Q-1cm-15-9、證明：對(duì)于非簡(jiǎn)并得非均勻半導(dǎo)體半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答DnqnqnEx0dx對(duì)于非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體EcxcEc0cEcxqVx所以NceckTek0TednxdVxdxdxdnxdxDnExDndVxdxDnndVx-nxdxnqD?k0T11cm=3、2X1017cm-3光照后0pqp1.1673.2101619111.6104903.51cm答：空穴得擴(kuò)散電流密

27、度為7、15X10-5A/m2。5-11、證明：在小信號(hào)條件下，本征半導(dǎo)體得非平衡載流子得壽命半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答dnjjn擴(kuò)jn漂nqnEqDndxEc（0）qVxEFnNckoTdndxdVF-kTdEFndx同時(shí)利用非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體得愛(ài)因斯坦關(guān)系,所以5-10、解:jp 擴(kuò)qDnqnqdppdxkTqn-1.67.15nEqDndEFndx1019105dndx旦）qdV%dEFndxkoT得證。dpdx0.055A/m20.0261.60210191.6101921016108410611rn0Po2rni而noPo2,noPo2R所以12rni本征半導(dǎo)體得非平衡載流子

28、得壽命最長(zhǎng)。得證。第六篇習(xí)題-金屬與半導(dǎo)體接觸劉諾編6-1、什么就是功函數(shù)？哪些因數(shù)影響了半導(dǎo)體得功函數(shù)？什么就是接觸勢(shì)差？6-2、什么就是Schottky勢(shì)壘？影響其勢(shì)壘高度得因數(shù)有哪些？6-3、什么就是歐姆接觸？形成歐姆接觸得方法有幾種？試根據(jù)能帶圖分別加以分析。6-4、什么就是鏡像力？什么就是隧道效應(yīng)？它們對(duì)接觸勢(shì)壘得影響怎樣得？6-5、 施主濃度為7、ox1o16cm-3得n型Si與Al形成金屬與半導(dǎo)體接觸，Al得功函數(shù)為4、20eV,Si得電子親與能為4、05eV,試畫出理想情況下金屬-半導(dǎo)體接觸得能帶圖并標(biāo)明半導(dǎo)體表面勢(shì)得數(shù)值。6-6、分別分析n型與p型半導(dǎo)體形成阻擋層與反阻擋層得

29、條件。6-7、試分別畫出n型與p型半導(dǎo)體分別形成阻擋層與反阻擋層得能帶圖。6-8、什么就是少數(shù)載流子注入效應(yīng)？6-9、某Shottky二極管，其中半導(dǎo)體中施主濃度為2、5X1016cm-3,勢(shì)壘高度為0、64eV,加上4V得正向電壓時(shí)，試求勢(shì)壘得寬度為多少？6-10、試根據(jù)能帶圖定性分析金屬-n型半導(dǎo)體形成良好歐姆接觸得原因。第六篇題解-金屬與半導(dǎo)體接觸劉諾編6-1、答：功函數(shù)就是指真空電子能級(jí)Eo與半導(dǎo)體得費(fèi)米能級(jí)EF之差。影響功函數(shù)得因素就是摻雜濃度、溫度與半導(dǎo)體得電子親與勢(shì)。接觸勢(shì)則就是指兩種不同得材料由于接觸而產(chǎn)生得接觸電勢(shì)差。半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答6-2、答：金屬與n型半導(dǎo)體接觸形成阻

30、擋層，其勢(shì)壘厚度隨著外加電壓得變化而變化，這就就是Schottky勢(shì)壘。影響其勢(shì)壘高度得因素就是兩種材料得功函數(shù)，影響其勢(shì)壘厚度得因素則就是材料（雜質(zhì)濃度等）與外加電壓。6-3、答：歐姆接觸就是指其電流-電壓特性滿足歐姆定律得金屬與半導(dǎo)體接觸。形成歐姆接觸得常用方法有兩種，其一就是金屬與重?fù)诫sn型半導(dǎo)體形成能產(chǎn)生隧道效應(yīng)得薄勢(shì)壘層，其二就是金屬與p型半導(dǎo)體接觸構(gòu)成反阻擋層。其能帶圖分別如下：6-4、答：金屬與半導(dǎo)體接觸時(shí)，半導(dǎo)體中得電荷在金屬表面感應(yīng)出帶電符號(hào)相反得電荷，同時(shí)半導(dǎo)體中得電荷要受到金屬中得感應(yīng)電荷得庫(kù)侖吸引力，這個(gè)吸引力就稱為鏡像力。能量低于勢(shì)壘頂?shù)秒娮佑幸欢◣茁蚀┻^(guò)勢(shì)壘，這種效

31、應(yīng)就就是隧道效應(yīng)。隧道穿透得幾率與電子得能量與勢(shì)壘厚度有關(guān)。在加上反向電壓時(shí)，上述兩種效應(yīng)將使得金屬一邊得勢(shì)壘降低，而且反向電壓越大勢(shì)壘降得越低，從而導(dǎo)致反向電流不飽與。6-5、解：金屬與半導(dǎo)體接觸前、后能帶圖如圖所示6-6、解:(1)金屬與n半導(dǎo)體接觸形成阻擋層得條件就是WmWs,其接觸后得能帶圖如圖所示:金屬與n半導(dǎo)體接觸形成反阻擋層得條件就是WmWs,其接觸后得能帶圖如答：半導(dǎo)體得表面勢(shì)為NcEnkTInnO0.026ln_192.8100.1558(eV)VWsWmVsqEnWmq4.050.15580.0942(V)0、0942V。16104.3半導(dǎo)體物理習(xí)題及解答接跖：匪孑也片信n0NceEnkoTMb：圖所示:(2)金屬與P半導(dǎo)體接觸形成阻擋層得條件就是WmWs,其接觸后得能帶圖如圖所示:6-8、答：當(dāng)金屬與n型半導(dǎo)體形成整流接觸時(shí)，加上正向電壓，空穴從金屬流向半導(dǎo)體得現(xiàn)象就就是少數(shù)載流子注入效應(yīng)。 它本質(zhì)上就是半導(dǎo)體價(jià)帶頂附近得