第六章 半导体导电性作业
1. 一块n 型硅半导体,其施主浓度315/10cm N D =,本征费米能级i E 在禁带正中,费米能级F E 在i E 之上eV 29.0处,设施主电离能eV E D 05.0=∆,试计算在K T 300=时,施主能级上的电子浓度。
2. 一块n 型硅材料,掺有施主浓度315/105.1cm N D ⨯=,在室温(K T 300=)时本征载流子浓度312/103.1cm n i ⨯=,求此时该块半导体材料的多数载流子浓度和少数载流子浓度。
3.一硅半导体含有施主杂质浓度315/109cm N D ⨯=,和受主杂质浓度316/101.1cm N A ⨯=,求在K T 300=时(310/103.1cm n i ⨯=)的电子和空穴浓度以及费米能级位置。
4. 若锗在300=T K 时,319101.1-⨯=cm N C ,3191051.0-⨯=cm N V ,禁带宽度为67.0=g E eV ,试计算:
(1)电子和空穴的有效质量*e m 和*h m ;
(2)300=T K 时的本征载流子浓度;
(3)在77K 时的,C N ,V N 及本征载流子浓度(77=T K 时,70.0=g E eV )。
5、试用能带论解释为何固体有导体,半导体和绝缘体之分?
晶体电子的状态由分立的原子能级分裂为能带,电子填充能带的情况分为满带、不满带和空带,对于半导体和绝缘体,只存在满带和空带,最高满带称价带,最低满带称导带,导带与价带之间的间隔称带隙,一般绝缘体带隙较大,半导体带隙较小。
对于导体,出满带和空带外,还存在不满带,即导带。
满带电子不导电,而不满带中的电子参与导电。
半导体的带隙较小,价带电子受到激发后可以跃迁至导带参与导电,绝缘体的带隙较大,价电子须获得很大的能量才能激发,故一般情况下,不易产生跃迁现象。
已知 Si 的Eg=1.12eV,T=300K 时,Nc=2.9x1019/cm 3 ,Nv=1.1x1019/cm 3 310/103.1cm n i ⨯=。