假设Si中空穴浓度是线性分布，在4μm内的浓度差为2×1016cm-3，试计...

问答题假设Si中空穴浓度是线性分布，在4µm内的浓度差为2×10¹⁶cm^-3，试计算空穴的扩散电流密度。

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1.问答题试求本征硅在室温（300K）时的电导率σ_i。设电子迁移率μ_n和空穴迁移率μ_p分别为1350cm²/Vs和500cm²/Vs，本征载流子浓度n_i=1.5*10¹⁰/cm³。当掺入百万分之一的砷（As）后，电子迁移率降低为850cm²/Vs，设杂质全部电离，忽略少子的贡献，计算其电导率σ，并与本征电导率σ_i作比较。（硅的原子密度为5*10²²/cm³

参考答案：

2.问答题室温（300K）下，半导体锗（Ge）的本征电阻率为47Ωcm，已知其电子迁移率μ_n和空穴迁移率μ_p分别为3600cm²/Vs和1700cm²/Vs，试求半导体锗的本征载流子浓度n_i。若掺入百万分之一的磷（P）后，计算室温下电子浓度n₀和空穴浓度p₀和电阻率ρ。（假定迁移率不随掺杂而变化，杂质全部电离并忽略少子的贡献，锗的原子密度为4.4*10²²/cm³）

参考答案：

3.问答题某掺施主杂质的非简并Si样品，试求E_F=（E_C+E_D）/2时施主的浓度。由于半导体是非简并半导体，所以有电中性条件

参考答案：

4.问答题 现有一掺杂半导体硅材料，已测得室温（300K）下的平衡空穴浓度为p₀=2.25*10¹⁶/cm³，已知室温下纯净单晶硅的禁带宽度E_g=1.12eV，本征载流子浓度n_i=1.5*10¹⁰/cm³，室温的kT
值为0.026eV。
1）计算该材料的平衡电子浓度n₀；
2）判别该材料的导电类型；
3）计算该材料的费米能级位置E_F。

参考答案：

5.问答题室温下，若两块Si样品中的电子浓度分别为2.25×10¹⁰cm^-3和6.8×10¹⁶cm^-3，试分别求出其中的空穴的浓度和费米能级的相对位置，并判断样品的导电类型。假如再在其中都掺入浓度为2.25×10¹⁶cm^-3的受主杂质，这两块样品的导电类型又将怎样？

参考答案：
假如再在其中都掺入浓度为2.25×10¹⁶cm^-3的受主杂质，那...

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6.问答题 已知室温（300K）下硅的禁带宽度E_g≈1.12eV，价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比m_p/m_n≈0.55，导带的有效状态密度N_C≈2.8*10¹⁹/cm³，k_T≈0.026eV。试计算：
1）室温（300K）下，纯净单晶硅的本征费米能级E_i；
2）室温（300K）下，掺磷浓度为10¹⁸/cm³的n型单晶硅的费米能级E_F。

参考答案：

7.问答题 已知晶格常数为a的一维晶格，其导带和价带极小值附近能
试求：
1）禁带宽度；
2）导带底电子有效质量；
3）价带顶电子有效质量。

参考答案：

8.问答题 某半导体价带顶附近能量色散关系可表示为：E（k）=E_max-10^-30k²（J），现将其中一波矢为
的电子移走，试求此电子留下的空穴的有效质量m^*_p，及速度v_p（k）.

参考答案：

价带顶附近等能面为球面，因此有效质量各向同性，均为：

9.问答题 已知室温（300K）下硅的禁带宽度E_g≈1.12eV，价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比m^*_p/m^*_n≈0.55，导带的有效状态密度N_C≈2.8*10¹⁹/cm³，k_T≈0.026eV。试计算：
1）室温（300K）下，纯净单晶硅的本征费米能级E_i；
2）室温（300K）下，掺磷浓度为10¹⁶/cm³的n型单晶硅的费米能级E_F。

参考答案：

1）纯净单晶硅的本征费米能级E_i.

10.问答题室温下，p型半导体中的电子寿命为ι=350us，电子的迁移率u_n=3600cm^-2/（V·s）。试求电子的扩散长度。

参考答案：

根据爱因斯坦关系：