第五章课本习题.docx

第五章习题 在一个n型半导体样品中，过剩空穴浓度为 1013cm3,空穴的寿命为100us 计算空穴的复合率 已知： _ p = 1013 / cm J . =100 求：U =:? 解：根据.=U- 得>10 --= 得: 10 13 6 100 >10 -- =10 17 3 /cm s 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.0 写出光照下过剩载流子所满足的方程； 求出光照下达到稳定状态时的过载流子浓度 解：均匀吸收，无浓度 梯度，无飘移。 TOC \o "1-5" \h \z d. ：p . ：p gL dt t t 方程的通解： Up(t) = Ae賀一 gL . (2)达到稳定状态时， =0 dt gL =0. T p = g 有一块n型硅样品，寿命是1us，无光照时电阻率是 Wcm今用光照射该 样品，光被半导体均匀的吸收，电子-空穴对的产生率是1022cm3"-1,试计算光 照下样品的电阻率，并求电导中少数在流子的贡献占多大比例？ 光照达到稳定态后 .一"卩+ g L = 0 T JL A 22 “ 16 _3 ■ ■■p=- ■■-n = g . = 10 10 10 cm 1 光照前：「0 10〔 | cm n°q j ' P°q "p 光照后：；i =np % ' pq % = n°q 亠-p°q 讥’厶nq 二’，pq "p 16 丄 , 16 —19 -0.10 - 10 1 .6 10 1350 - 10 1.6 10 500 =0.1 2.96 = 3.06 s/ cm 0.32〔 'cm . ff TOC \o "1-5" \h \z 少数载流子对电导的贡 献 ■/ Ap A p0 .所以少子对电导的贡献 ,要 .■:p的贡献. 16 」9 = p9u p 10 1 .6 10 一 500 0.8 1 26 % CT 3.06 3.06 一块半导体材料的寿命z=10us，光照在材料中会产生非平衡载流子，试求光 照突然停止20us后，其中非平衡载流子将衰减到原来的百分之几？ -p(t) = . ：p(0)e .：p(20)p(0)20H0 =e .：p(20) p(0) 20 H0 =e =13.5% 光照停止 20 ■ 's后，减为原来的 13.5%。 5. n型硅中，掺杂浓度N=10 _3 4 3则 n0 =10 cm , p0 _3 4 3 则 n0 =10 cm , p0 =2.25 10 / cm n = n o ； n, p = p 0 * = p 无光照 ：二0 =n°q 7 ■ P°qUp :“ n°q7 16 ? =10 1.6 10 1350 = 2.16 s/ cm 有光照： 二二 nq^n ' Pq ^p = n0q% ' P°qnq （?」p） _L9 ：? 2.16 - 10 1 .6 10 （1350 500 ） = 2.16 0.0296 = 2.19s/ cm （注：掺杂10 16 cm山的半导体中电子、 空穴的迁移率近似等于 本征 半导体的迁移率） 10 . 14 3 设 T 二 300 K ,n i =1.5 10 cm .二n - . ■:p =10 / cm 1510+10” E 15 10 +10 ” EFn -Ei n = ni e k j oT Ei — Efp i p — nie D k°T .5 1010)2 3 14 14 — 10 / cm 6.画出p型半导体在光照（小注入）前后的能带图，标出原来的的费米能级和 光照时的准费米能级 Ec "Ec Ei Ei —EFn Ef Efp Ev Ev 光照前 光照后 7.掺施主浓度N=1015cm3的 n型硅， 由于光的照射产生了非平衡载流子 n= p=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。 强电离情况，载流子浓 TOC \o "1-5" \h \z 3 = 1.1 10 / cm 2 直 ni 14 p 二 p° ip 10 N EFn二Ej koTlnEFn-Ei二 ko「n151.1 100.291eV101.5 10efp-k Tln — 0 piefp EFn 二Ej koTln EFn -Ei 二 ko「n 15 1.1 10 0.291eV 10 1.5 10 efp -k Tln — 0 p i efp -E i 14 10 =-k Tin 0.229eV 0 1.5 X1010 平衡 时ef N -E =k Tin ―D i o n i 1014 二 koTln 荷"289eV 1.5 X10 10 二 E； -Ef =0.0025eV p E； —E p = 0.0517