Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 24 стр.

  29. Какова энергетическая схема контакта металл – полупроводник п-типа?
  30. Что такое область пространственного заряда полупроводника, барьер Шоттки?
  31. Чем обусловлена высота барьера контакта
  32. Каковы механизмы переноса носителей заряда через контакт металл – полупроводник?
  33. Когда применима диодная теория Бете переноса носителей заряда?
  34. Физическая теория выпрямления на контакте металл – полупроводник.
  35. Какой вид имеет уравнение полного тока через контакт металл – полупроводник, обу-
      словленного термоэлектронной эмиссией?
  36. Каковы выражения для тока насыщения, постоянной Ричардсона, высоты барьера?
  37. С чем связаны отклонения реальных вольтамперных характеристик от теоретических?


                                         Задач и
     В данном пособии приведено немного задач, но это, как правило, комплексные задачи,
которые требуют для своего решения использования нескольких уравнений (формул). При
этом их решение можно выполнять последовательно, проводя расчёты по каждому уравне-
нию. Однако, для студентов старшего курса рациональнее и полезнее получить сначала об-
щее уравнение, сделав последовательные подстановки буквенных обозначений в используе-
мые уравнения. Заменив в общем уравнении буквенные обозначения числами, нетрудно с
помощью микрокалькулятора получить нужное решение.
     Чтобы решение было правильным и совпадало с приведённым ответом, необходимо
следить за числом значащих цифр в используемых числах и за единообразием единиц изме-
рения этих чисел. Обычно для постоянных и справочных данных используется 4 значащих
цифры, а для чисел, приводимых к данной задаче, – столько значащих цифр, сколько их ука-
зано в тексте или таблице. Правильность применения единиц измерения можно проверить,
подставив их в общее уравнение вместо чисел. После проведения необходимых сокращений,
в итоге должна получится требуемая единица измерения.

     1. Вычислите удельную проводимость полупроводника σ при Т = 300 К, используя
данные таблицы. Зная значение собственной концентрации ni (см. п. 5, 11 с), покажите, что
слагаемое удельной электропроводности для неосновных носителей пренебрежимо мало.

   Тип                     n-тип              Тип                             р-тип
 Полупро-                                   Полупро-
  водник Ge         Ge    Si    Si GaAsGaAs водник             Ge     Ge    Si     Si GaAs GaAs
 Вариант  а          б    в     г   д   е   Вариант             ж      з     и     к     л      м
-(EF - EC), эВ0.239 0.162 0.265 0.188 0.157 0.080 -(EV - EF), эВ 0.228 0.151 0.239 0.162 0.235 0.158
 µn, см2/(В⋅с) 4200 3600 1400 1100 7200 6000 µр, см2/(В⋅с) 190 140 460 400 360 300
      mn          0.56      1.08     0.067        mр         0.42    0.56     0.5
   Ответ:                                      Ответ:
 σ, См⋅см–1 0.67 12 0.22 3.5 1.2 19 σ, См⋅см–1 0.031 0.45 0.074 1.3 0.058 0.96
     Указания. Удельную проводимость определяют по уравнению (16а) или (16б). Необходимые
значения п и р рассчитывают по уравнениям (2) - (5) п. 5. Обратите внимание: разность (EF - EC)
или (EV - EF) имеет отрицательный знак. Она выражена в электронвольтах. Поэтому постоянную
Больцмана k надо также выразить в эВ/К, поделив 1.3807⋅10–23 Дж/К на заряд е = 1.602⋅10–19 А⋅с.

     2. Определите в собственном полупроводнике концентрацию равновесных носите-
лей зарядов ni и время жизни неравновесных носителей зарядов τi при межзонной излуча-
тельной рекомбинации в случае малого уровня возбуждения для Т = 300 К. Ширина запрещён-
ной зоны, коэффициент рекомбинации γr и значения эффективной относительной массы элек-
трона mn = mn*/ mo и пазона mp = mp*/ mо приведены в таблице.

                                                24