半导体物理考试复习题1试题.docx

15cm-3的n型硅，由于光的照射产生了非平衡载流子Dn=p：p(t)AegLdpdtgL0.pg7.掺施主浓度N=10为800cm2/(V.S)'Nqu'51016比本征情况下增4.2.cm并求的表达式pqupnqunqunqunq(i多练出技巧 巧思出硕果67(1.0510193.91018)12e2k3000.71013/cm31.98107/cm3ND 10171.370)hk8.27得t108skqEta21.610191073101510001000cm2/Vs④磷原子31015cm多练出技巧 巧思出硕果）2(E100h28mL21E)2dE多练出技巧巧思出硕果66(1.3710185.081017)12e2k0771.71.01016cm-31016cm④磷原子31015cm-3k62km0得k000,所以k0处，E取极大值 2k2112cE = 1 0 1,a多练出技巧 巧思出硕果第一章 半导体的电子状态1．设晶格常数为 a 的一维晶格， 导带极小值附近能量 E(k) 和价带极大值附近能量 E(k) 分别为：Vh2k2 h2( k k )2c 3m m0 0m 为电子惯性质量， k（ 1 ）禁带宽度 ;（2 ）导带底电子有效质量;（3 ）价带顶电子有效质量;V, E ( k)1h2k26m03h2k2 m0a 0. 314nm。

试求：（4 ）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（ 1）浓度差为1015cm-3,u试计算空穴扩散电流密度400V，相对介电常数=11.1，空穴的有效质量m*=0.86m,迁移率分别为1350cm2/(V.S)和500cm2/(V.3-7可i.nqunpqupnq(uu)110101.6022 2k3m10VE ( 0)Vt a 1 1.6 10 19 102t(0 )所以： p ( k) ( k) k 0 7.95 10 25 N / s4 1多练出技巧 巧思出硕果导带：由0得： k又因为：2 2( k k ) m03d 2Edk2 k 4 1c2 23m002 2m 08 23m0所以：在k价带：34k处， Ec取极小值dEVdk6 2k m0得k 00d 2Edk2又因为 Vm6 2 0g因此： ECE ( 34k )1nC( 2)m*2d 2ECdk2k341k(3)m* nVk 02d 2 EVdk2(4)准动量的定义： p13 8m06k0, 所以k 0处， E 取极大值 2k2112m0 0. 64eVm03k 3k k 0 4 12. 晶格常数为0.25nm 的一维晶格，当外加102V/m， 107 V/m 的电场时，试分别计算电子自能带底运动到能带顶所需的时间。

解：根据： f qE (0 )h k8.27得 t10 8 skqEt a 2 1.6 10 19 1078.27 10 13 s0LsxLP(1).：p(t)AegLdpdtgL0.pg7.掺施主浓度N=1010140100.291eV0.229eV平衡时EFEiNoD1NNiANAND1D2n31015N2.031017/c多练出技巧 巧思出硕果0-1931015500n17.①证明当uu且电子浓度n=n态轨道半径解：根据类氢原子模型：m*q4P0rE00.08-3+镓原子11017cm-3+砷原子11017cm-3nN8.271013s多练出技巧巧思出硕果多练出技巧巧思出硕果第rD 2(4 )2 2n*00 0r h20 q2m 00 rq2m*m0 rr 60nmr h2nnmmn多练出技巧 巧思出硕果第二章 半导体中的杂质和缺陷能级7. 锑化铟的禁带宽度 Eg=0.18eV ，相对介电常数 =17，电子的有效质量m* =0.015m , m 为电子的惯性质量，求①施主杂质的电离能，②施主的弱束缚电子基态轨道半径。

解：根据类氢原子模型：E m*q4n0 rE0 0.00152r13.6 7.1 10 4 eV1720 0.053nmm* 0m00.64eVm03k3kk0412.晶格常数为0.25n10-19(1350+500)3.0106S/cm1182的22cm351016cm3，杂多练出技巧巧思出硕果质全部电m为电子的惯性质量，求①受主杂质电离能；②受主束缚的空穴的基rEA 2(4 )2 2*Pm0r0r h2q2m** 0c Cn32 2 3C VZ01 cE32 2 3 3nCE )3E c32 2 3Cmm多练出技巧 巧思出硕果8. 磷化镓的禁带宽度 Eg=2.26eV，相对介电常数 =11.1，空穴的有效质量p 0 0m* =0.86m,m 为电子的惯性质量，求①受主杂质电离能；②受主束缚的空穴的基态轨道半径解：根据类氢原子模型：m* q4P0 rE0 0.0862r13.6 0.0096eV11.12h20q2m00 rP0.053nmm0 rr 6.68nmP第三章1. 计算能量在 E=E到E E半导体中载流子的统计分布100 22m*L2 之间单位体积中的量子态数。

解g( E)V （2m*）n2 ( E1E )2dZ g( E)dE单位体积内的量子态数Z0dZV100 2 2m l 2gn( E)dEECV （2 n(m*) ）2 2( E10003L3c 8m l 2100h2 EEC2E cV （2 n(m*) ）2 ( En100h2 8m L21E )2dECVN'（77K）N（300K）NCNV多练出技巧巧思出硕果3,A多练出技巧巧思出硕果n31015NNN2.31016/cm-3+磷原子1.0③磷原子1.31016cm-3+硼原子cD2(0n)2(0p)32得25.11031kg022kTEC Vc Vn p C Vg pCC'V'C1. 05 1019（77300）） 1. 37 1018 / cm33. 9 1018 （773005. 08 1017 / cm3g为 1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而 E-E=0.01eV ，求锗中施主浓度 ED为多少？7.（1）根据Nck Tm2 232 n(m)N vk Tm2 22 2 N 3c0. 56m 0k T 2TmNN多练出技巧 巧思出硕果6. 计算硅在-78oC，27oC，300oC 时的本征费米能级， 假定它在禁带中间合理吗？Si 的本征费米能级，SiE E EF i 2当T 195K时， kT1 1当T 300K时， kT2 2当T 573K时， kT2 3n 0 p 0: m 1. 08m , m 0. 59mln pn3kT m 4 m0. 016eV, 3kT ln 40. 026eV, 3kT4 ln0. 59m 01. 08m 00. 590. 0072eV0. 012eV0. 022eV1. 083kT 0. 594 1. 080. 0497eV, ln7. ①在室温下，锗的有效态密度 N=1.05 1019cm-3，N=3.9 1018cm-3 ，试求锗的载流子有效质量 m* m * 。

计算 77K时的 N 和 N已知 300K时， E=0.67eV77k时 E=0.76eV 求这两个温度时锗的本征载流子浓度②77K 时，锗的电子浓度c D2( 0 n )2( 0 p )32 得25. 1 10 31kg02 2k T0N2v2130. 29m 。