刘恩科半导体物理课后习题答案第六章唯一版ppt课件

1、PowerPoint2019第六章第六章半导体物理学习题 第六章6162646567686961061161261361461假设 31731510,105cmNcmNAD，求 室温下Ge突变p-n结的 pV解答：VnNNqkTViDAD362. 0101 . 210105ln026. 0ln1317152前往前往62试分析小注入时，电子空穴在五个区域中的运动情况分析漂移与扩散的方向及相对大小） 解答：小注入时，外压基本上降在势垒区，中性区和扩散区中电场很弱。 对 np 结，势垒区产生复合为零，因为在势垒区内电压大于零，使势垒区电场减弱，电子空穴扩散大于漂移，电子由n区扩散区到p区扩散区，空穴

2、由p区扩散区到n区扩散区。p区侧的电子扩散区（ ）：由n区到 nLnL的电子少子） 在的作用下向中性p区扩散，并伴随着与多子空穴复合，该区还有多子空穴漂移流，方向向右。 尽管该区很小，但也很小，空穴漂移流大于电子扩散流 n区侧的空穴扩散区（ pL）：电子扩散方向向左，空穴 扩散方向向右，空穴与电子复合，虽然，但结为单向注入 电子扩散流小于空穴扩散流中性区： 多子漂移流p中性区为空穴,方向向右；n中性区为电子，方向向左） 结： nL， pL区电子空穴流的相对大小与结相反。前往前往63在反向偏压下，试分析小注入时，电子空穴在五个区域中的运动情况分析漂移与扩散的方向及相对大小） 前往前往64证明反向

3、饱和电流公式 pnpnpnsLpqDLnqDJ00可改写为22111isnppnbkTJqLLb式中：pnpnb、分别为n型和p型半导体电导率，i为本征半导体电导率。 证明：知 020020,ninpippnpnpnnnppnnqkTDqkTDpniiqn其中 nnD,为p区少子电子的扩散系数和迁移率ppD,为n区少子空穴的扩散系数和迁移率pnpnpnsLpqDLnqDJ000202nippnpinnpnnqLkTqpnqLkTq20202ipnnppnipnpnnpiqnLqpLqkT220220211nipininppnpinipipnnpiqnLqpLqkT2221111nppninin

4、ppipnkTqLbLb22211111inppnkTbqbLbLb22221111inppnkTbbqbLbLb22211inppnkTbbqLbLb22111inppnbkTqLLb前往前往65Si突变 结，n区 np cmn 5， sp1；p区 cmp 5， sn1计算室温下空穴电流和电子电流之比，饱和电流密度及正偏压0.3V时流过p-n结的电流密度。解答：由图415知， cmn 5， 314109cmND， 由图414知 sVcmp2460cmp 5 ， 317105cmNA， 由图414知 sVcmn2550由图415知，n区空穴扩散区p区电子扩散区DininNnnnp2020， 2

5、0ipAnnN（1）由式631知 10kTqVpnppeLpqDJ由式632知 10kTqVnpnneLnqDJ0011qVnkTpppAqVpnnDkTnnppnpqDeJD NnJD NqDLLLLe又 nnqkTD， ， ppqkTDnnnDL， pppDLpDnnApnpLNDLNDJJppDnnnApDNDNppDnnnApNNpnDnpANN1550109546010514171136（2）pnpnpnsLpqDLnqDJ00scmqkTDpp212460026. 0cmDLppp31048. 3scmqkTDnn23 .14cmDLnnn31045. 83500105 . 2cm

6、pnnp5019312 2.5 101.6 103.48 10pnspqD pJL1021.40 10A cm小3个数量级（3）0.3100.02611.40 101qVkTsJJee1521.44 10A cm前往前往67计算温度从300K增加到400K时，Si p-n结反向电流增加的倍数。 解答：解法一：pnpnpnsLpqDLnqDJ00DippAinnNnDqNnDq22DppAnniNqDNqDn22iKn310105 . 1300,300cmnKTi312106400,400cmnKTi521012106 . 1105 . 1106300400ssJJ解法二：eVKEg12. 13

7、00eVEg098. 1400108 . 221. 14004kTEigeTn321.098331.121.0984000.026 0.034481.120.0263454004004300300347.55 103.3 103kssJeeJe若只考虑指数因子， 41055. 7300400ssJJ前往前往68设硅线性缓变结的杂质浓度剃度为 423105cm， VVD7 . 0。求反压为8V时的势垒宽度。解答：由6118式：31012jDrDqVVX31231914105106 . 187 . 01085. 86 .1112cm5101 . 1前往前往69已知突变结两边杂质浓度为 31610c

8、mNA， 32010cmND，求势垒高度和势垒宽度画出 x和 xV的图线解答：设此突变结为为Si材料，T=300K， 310105 . 1cmniVnNNqkTViDAD936. 0105 . 11010ln026. 0ln21016202eVqVD94. 02102DDADArDVNNNNqXADNN2102ADrspDqNVX2116191494. 010106 . 11085. 86 .1122110102 .1253.5 10 cm画出 （2）和 x xV的图线VDVDE Emm0 0+ +x xx xE EVV0 0n n+ +p p+ + + + + + + + + + + + +

9、 + + +- - - - - - - - - - - - - - - - -cmNNNXXADADnn91047. 3由泊松方程： 0221rAqNdxxdV0 xp 0222rDqNdxxdVnx0解得： 109521.56 103.47 10AprqNxdV xxdxxV cm 209921.56 103.47 10DnrdV xqNxxdxxV cm 2210028527.8 103.47 10ApAprrqNxqNVxxxV 22200212920.947.8 103.47 10DnDnDrrqNxqNVxVxxV cmVXqNrDAm40103 . 5前往前往610已知电荷分布为：

10、 ; 0 x ; cx dxxqx至从0，分别求电场强度 及电位 xE xV，并作图。解答：一维泊松方程 022rxdxxVd 022dxxVd cdxxdVx AcxdxxdxdxxdVxV令 00 V，那么 0A， cxxVx xc0c0c0c0c0c00 00 0E(x)E(x)V(x)V(x) 022rcdxxVd AxcdxxdVr0 AxcdxxdVxr0令 00 ，那么 0A， xcxr0 BxcdxxcdxxxVrr2002令 ，那么 00 V0B， 202xcxVrE E( (x x) )x xx xVV( (x x) ) dxxqx至从0 0222rxqdxxVddx 0

11、AxqdxxdVxr202 令 00 ，那么 0A， 202xqxr BxqdxxqdxxxVrr302062令 00 V，那么 0B， 306xqxVrx xE E( (x x) )x xVV( (x x) )改变边界条件：令 0b，由式 202bqAr 2202bxqxr AxbqxqdxxxVrr203026令 0bV，那么 303bqAr， 302030326bqxbqxqxVrrrx xE E( (x x) )x xVV( (x x) )b bb b前往前往611分别计算硅 pn 结在正向电压为0.6V，反向电压40V时的势垒宽度。知317105cmNA， VVD8 . 0解答：21

12、02ADrpDqNVVX212117191514105106 . 11051085. 86 .112VVD21610066. 5VVD当 6 . 0V时， cmXD62161027. 26 . 08 . 010066. 5当 VV40时， cmXD52161024. 3408 . 010066. 5612分别计算硅结在平衡和反压45V时的最大场强，知 1535 10DNcm， 0.7DVV。 解答：由679式： 0rDBmXqNDBNN， 2102DDrDqNVVX2102rDDmVVqN211415191085. 86 .11105106 . 12VVD21410948. 3VVD当 0V时

13、， 21410948. 3VVDm当 VV45时， 21410948. 3VVDm前往前往613高阻区杂质浓度为 ， 31610cmNDcmVc5104， 求击穿电压。解答：VqNVDcrBR3 .5110106 . 121041085. 86 .1121619251420假设 12r， VVBR1 .53留意：体重深结杂质浓度梯度 ，故不是线性结。j前往前往614已知隧道长度 nmx40，求硅，锗，砷化镓在室温时的隧道几率。解答：21*238expgnEmhdp式中 mAxd10104040sJh3410625. 6sJmhd25341010056. 510625. 6104014. 33838对硅：kgmmn31310*1083. 9101 . 908. 108. 1JeVEg191910792. 1106 . 112. 112. 111*31192222 9.83 1.792 1010ngm E12525.94 10kg J对锗：kgmmn310*101 . 556. 0JeVEg191007. 167. 02125215021*103 . 3109 .102JkgEmgn对砷化镓：kgmmn320*102 . 6068. 0JeVEg191029. 243. 12125