半导体物理 刘恩科 第五章习题解答

1、第五章第五章不平衡载流子不平衡载流子(不平衡半导体不平衡半导体)1。GeN 3134 10，101=cmps p解决方案：解决方案：(13)1731 4 10 10 110 P UCM S=2。空穴在半导体中均匀生成，它们的生成速率在半导体中均匀生成。生成率为00p x=0=x e22 pppp e pppp depg txxx=0 22=dxpd DP解：从空穴连续性方程来看，由于杂质的均匀分布，体内没有电场，并且均匀生成不平衡载流子，由于杂质是均匀分布的，所以体内没有电场， 非平衡载流子是均匀产生的p p p g dt pd=得到非平衡空穴满足的方程，并得到达到稳态时的非平衡空穴浓度，pp

2、g p=当产生和复合在光照下稳定时，当产生和复合在光照下稳定时，0=p p p g 0d p dt=3。 溶液：1316226 1010=半导体中的光生非平衡空穴浓度，半导体中的光生非平衡空穴浓度，半导体在光照下的电导率，半导体的电导率，()()()(001619110 . 1101 . 61013505003 . 1np PQSCM=半导体在光照下的电阻率，()=光照下电导中少数载流子(空穴)贡献的比率，& 1.3 500106.110 1916=p pq 4 . s p 5101=溶液：溶液：光照停止后的非平衡空穴浓度，光照停止后的非平衡空穴浓度，T ept p=0()(00T T T p

3、 p(0p)e p 0停止2020微秒后，(9) 20 (10 200=e p sp5.314316 10，10=) ()1191602.21350106.110=CMS nqpqnq npn在光照下的电导率，()()1191405.25001350106.1102.2)=CMS NQ pn光照下，半导体在光照下处于不平衡状态。 洞穴准费米能级的描述。当注入n，F，E，p，F，E，C，V，E，F，E时，空穴的准费米能级比平衡费米能级更接近价带的顶部，但偏差很小。当注入量较小时，空穴的准费米能级比平衡费米能级更接近价带顶部，但偏差很小。电子准费米能级比平衡费米能级更接近导带底部，偏差较大。电子准

4、费米能级比平衡费米能级更接近导带底部，偏差较大。6.光照前，光照后，即E 7。314315 /10，/10cmpncmd=0 000当没有光时，半导体的平衡费米能级位置，没有照明时半导体的平衡费米能级位置，解决方案：当没有光时，半导体的平衡费米能级位置Ev n n n ee I n f 30 . 01034 . 7 ln 026 . 0105 . 11010 ln 026 . 0 ln 026 . 041014150=小注入下的电子准费米能级位置，00 expln p如果IIF I EP pn eek t k TN=小注入下的价带空穴浓度，小注入下的价带空穴浓度，Ev n P P ee I P

5、 fi 23 . 01067 . 6 ln 026 . 0 105 复合中心的电子产生速率等于空穴俘获速率，复合中心的电子产生速率等于小注入下的空穴俘获速率。电子产生率t ns=10 ex pnr tkee nrs n CT cn=tppnr=空穴俘获率(Appppn nrprprnr=001=tkee nn CT c01 exp n tkee c fctln 0=tkee NP f 00 exp对于一般复合中心，rrr pn=01 pn对于一般复合中心，因为半导体的固有费米能级，因为半导体的固有费米能级，具有一般掺杂浓度的P-P半导体的平衡费米能级远低于中心能级从上面的公式可以得出结论，化合物中心能级远远高于本征费米能级(低于跨导能级)。从上述公式可以得出，复合中心的能级远高于本征费米能级(接近导带底部，远离本征费米能级)，因此不是有效的复合中心。能带底部离本征费米能级很近很远)，所以它不是一个有效的复合中心。=n n tkeee c林茨2 10 so，Fiit EEEE=9。it E