半导体物理考试复习题.docx

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Ec(k)和价带极大值附近能量EV(k)分别为： Ec=（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;（4）价带顶电子跃迁到导带底时准动量的变化解：（1） 2. 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： 得第二章 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er=17，电子的有效质量 =0.015m0, m0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8.磷化镓的禁带宽度Eg=2.26eV，相对介电常数er=11.1，空穴的有效质量m*p=0.86m0,m0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第三章 半导体中载流子的统计分布1. 计算能量在E=Ec到 之间单位体积中的量子态数解6. 计算硅在-78 oC，27 oC，300 oC时的本征费米能级，假定它在禁带中间合理吗？7. ①在室温下，锗的有效态密度Nc=1.05´1019cm-3，NV=3.9´1018cm-3，试求锗的载流子有效质量m*n m*p。

计算77K时的NC 和NV 已知300K时，Eg=0.67eV77k时Eg=0.76eV求这两个温度时锗的本征载流子浓度②77K时，锗的电子浓度为1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而Ec-ED=0.01eV，求锗中施主浓度ED为多少？10.以施主杂质电离90%作为强电离的标准，求掺砷的n型锗在300K时，以杂质电离为主的饱和区掺杂质的浓度范围 第四章 半导体的导电性2. 试计算本征Si在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1350cm2/( V.S)和500cm2/( V.S)当掺入百万分之一的As后，设杂质全部电离，试计算其电导率比本征Si的电导率增大了多少倍？解：300K时，，查表3-2或图3-7可知，室温下Si的本征载流子浓度约为金钢石结构一个原胞内的等效原子个数为个，查看附录B知Si的晶格常数为0.nm，则其原子密度为掺入百万分之一的As,杂质的浓度为，杂质全部电离后，，这种情况下，查图4-14（a）可知其多子的迁移率为800 cm2/( V.S)比本征情况下增大了倍16. 分别计算掺有下列杂质的Si，在室温时的载流子浓度、迁移率和电阻率： ①硼原子3´1015cm-3; ②硼原子1.3´1016cm-3+磷原子1.0´1016cm-3 ③磷原子1.3´1016cm-3+硼原子1.0´1016cm ④磷原子3´1015cm-3+镓原子1´1017cm-3+砷原子1´1017cm-3。

解：室温下,Si本征载流子浓度，硅的杂质浓度在1015-1017cm-3范围内，室温下全部电离，属强电离区①硼原子3´1015cm-3 查图4-14（a）知，②硼原子1.3´1016cm-3+磷原子1.0´1016cm-3 ,，查图4-14（a）知，③磷原子1.3´1016cm-3+硼原子1.0´1016cm ,，查图4-14（a）知，④磷原子3´1015cm-3+镓原子1´1017cm-3+砷原子1´1017cm-3 ,，查图4-14（a）知，17. ①证明当un¹up且电子浓度n=ni时，材料的电导率最小，并求smin的表达式解：令因此，为最小点的取值②试求300K时Ge 和Si样品的最小电导率的数值，并和本征电导率相比较查表4-1，可知室温下硅和锗较纯样品的迁移率Si: Ge: 第五章 非平衡载流子2. 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t （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7. 掺施主浓度ND=1015cm-3的n型硅，由于光的照射产生了非平衡载流子Dn=Dp=1014cm-3。

试计算这种情况下的准费米能级位置，并和原来的费米能级作比较14. 设空穴浓度是线性分布，在3us内浓度差为1015cm-3,up=400cm2/(V·s)试计算空穴扩散电流密度17. 光照1W·cm的n型硅样品，均匀产生非平衡载流子，电子-空穴对产生率为1017cm-3·s-1设样品的寿命为10us ，表面符合速度为100cm/s试计算：（1）单位时间单位表面积在表面复合的空穴数2）单位时间单位表面积在离表面三个扩散长度中体积内复合的空穴数非物质文化遗产是指各族人民世代传承的，与群众生活密切相关的各种传统文化表现形式和文化空间，包括民俗活动、表演艺术、传统知识和技能以及与之相关的器具、实物、手工制品等。