半導(dǎo)體課后答案

1、例題：1.計算含有施主雜質(zhì)濃度ND＝91015cm3及受主雜質(zhì)濃度為1.11016cm3的硅在300k時的電子和空穴濃度以及費米能級的位置。[解]對于硅材料：ND=91015cm3；NA＝1.11016cm3；T＝300k時ni=1.51010cm3：3150102?????cmNNpDA；353162100010125.1cm102.0)105.1(????????cmpnni∵DANNp??0且)(expNv00TKEEpFV???

2、∴)exp(0TkEENvNNFVDA???∴160190.210ln0.026ln()0.2241.110ADFNNEEvkTEveVEveVNv?????????2制造晶體管一般是在高雜質(zhì)濃度的n型襯底上外延一層n型的外延層，再在外延層中擴(kuò)散硼、磷而成。①設(shè)n型硅單晶襯底是摻銻的，銻的電離能為0.039eV，300k時的EF位于導(dǎo)帶底下面0.026eV處，計算銻的濃度和導(dǎo)帶中電子濃度。[解]①根據(jù)第19題討論，此時Ti為高摻雜，未完

3、全電離：TkEEFC02052.0026.00?????，即此時為弱簡并∵)exp(2100TkEENnnDFDD?????)(013.0026.0039.0)()(eVEEEEEEFCDCDF????????)(1007.4)1()]026.0039.0exp()1exp(21[108.22)()]exp()exp(21[2319211902100????????????????cmFTkEEFTkETkEcENcNCFDFD??其中

4、3.0)1(21??F18301122222.810190.026()()9.510()00.026FCEEnNcFFcmkT???????????作業(yè)布置1教材p.162第15題。補(bǔ)充作業(yè)：補(bǔ)充作業(yè)：1摻磷的n型硅，已知磷的電離能為0.044eV，求室溫下雜質(zhì)一半電離時費米能級的位置和磷的濃度。[解]n型硅，△ED＝0.044eV，依題意得：第四章1.當(dāng)EEF分別為kT、4kT、7kT，用費米分布和玻爾茲曼分布分別計算分布概率，并對結(jié)

5、果進(jìn)行討論。解：電子的費米分布??011FFDEEkTfEe????，玻爾茲曼近似為??0FEEkTMBfEe????（1）EEF=kT時??10.268941FDfEe????，??1=0.36788MBfEe???（2）EEF=4kT時??410.018321FDfEe????，??40.01799MBfEe????（3）EEF=7kT時??710.000911FDfEe????，??70.00091MBfEe????當(dāng)0FEEkT

6、e?遠(yuǎn)大于1時，就可以用較為簡單的玻爾茲曼分布近似代替費米狄拉克分布來計算電子或空穴對能態(tài)的占據(jù)概率，從本題看出EEF=4kT時，兩者差別已經(jīng)很小。2.設(shè)晶格常數(shù)為a的一維晶格，導(dǎo)帶極小值附近的能量Ec(k)和價帶極大值附近的能量Ev(k)分別為????22221003ckkkEkmm???，??222210036vkkEkmm??式中為0m電子慣性質(zhì)量，14.31??aak?試求出：（1）禁帶寬度（2）導(dǎo)帶底電子的有效質(zhì)量；（3）價帶