Составители:
Рубрика:
3
Задачи
1. Статистика электронов и дырок в полупроводниках
1.1. Найти, чему равна собственная концентрация свободных носителей заря-
да в кремнии Si, германии Ge, арсениде галлия GaAs и антимониде индия
InSb при комнатной температуре T = 300K и температуре жидкого азота
T = 77 K.
1.2. Кремний Si и арсенид галлия GaAs легированы донорной примесью до
концентрации N
D
= 10
17
см
-3
. Считая примесь полностью ионизованной, найти
концентрацию основных и неосновных носителей заряда при температуре
Т = 300 K.
1.3. Рассчитать объемное положение уровня Ферми φ
0
относительно середи-
ны запрещенной зоны в собственных полупроводниках – кремнии Si, и анти-
мониде индия InSb при температурах T
1
= 300 K и T
2
= 77 K (с учетом раз-
личных значений эффективных масс электронов и дырок).
1.4. Найти объемное положение уровня Ферми φ
0
в германии Ge марки ГДА–
10 при температуре Т = 300 К.
1.5. Рассчитать объемное положение уровня Ферми φ
0
относительно середи-
ны запрещенной зоны в электронном и дырочном антимониде индия InSb при
азотной температуре Т = 77 К и концентрации легирующей примеси
N
D,A
= 10
15
см
-3
.
1.6. Рассчитать положение уровня Ферми φ
0
в приближении полностью иони-
зованной примеси в кремнии марки КЭФ–4.5 при температурах T
1
= 300 К и
T
2
= 77 К.
1.7 Найти удельное сопротивление ρ электронного и дырочного кремния Si с
легирующей примесью N
D,A
= 10
16
см
-3
при комнатной температуре.
1.8 Рассчитать собственное удельное сопротивление ρ
i
монокристаллов крем-
ния Si, германия Ge, арсенида галлия GaAs и антимонида индия InSb при
комнатной температуре.
1.9 Найти концентрацию легирующей акцепторной примеси для кремния Si и
германия Ge, при которой наступает вырождение концентрации свободных
носителей заряда при комнатной температуре Т = 300 К.
1.10 Найти, как изменится объемное положение уровня Ферми φ
0
в электрон-
ном арсениде галлия GaAs с ρ = 1 Ом·см при изменении температуры от
Т = 300 К до Т = 77 К.
1.11 Полупроводники кремний Si, германий Ge, арсенид галлия GaAs и анти-
монид индия InSb легированы донорной примесью до концентрации
N
D
= 10
15
см
-3
. Найти граничную температуру Т
гр,
при которой собственная
концентрация носителей заряда n
i
еще ниже концентрации основных носите-
лей заряда n
0
.
Задачи
1. Статистика электронов и дырок в полупроводниках
1.1. Найти, чему равна собственная концентрация свободных носителей заря-
да в кремнии Si, германии Ge, арсениде галлия GaAs и антимониде индия
InSb при комнатной температуре T = 300K и температуре жидкого азота
T = 77 K.
1.2. Кремний Si и арсенид галлия GaAs легированы донорной примесью до
концентрации ND = 1017 см-3. Считая примесь полностью ионизованной, найти
концентрацию основных и неосновных носителей заряда при температуре
Т = 300 K.
1.3. Рассчитать объемное положение уровня Ферми φ0 относительно середи-
ны запрещенной зоны в собственных полупроводниках – кремнии Si, и анти-
мониде индия InSb при температурах T1 = 300 K и T2 = 77 K (с учетом раз-
личных значений эффективных масс электронов и дырок).
1.4. Найти объемное положение уровня Ферми φ0 в германии Ge марки ГДА–
10 при температуре Т = 300 К.
1.5. Рассчитать объемное положение уровня Ферми φ0 относительно середи-
ны запрещенной зоны в электронном и дырочном антимониде индия InSb при
азотной температуре Т = 77 К и концентрации легирующей примеси
ND,A = 1015 см-3.
1.6. Рассчитать положение уровня Ферми φ0 в приближении полностью иони-
зованной примеси в кремнии марки КЭФ–4.5 при температурах T1 = 300 К и
T2 = 77 К.
1.7 Найти удельное сопротивление ρ электронного и дырочного кремния Si с
легирующей примесью ND,A = 1016 см-3 при комнатной температуре.
1.8 Рассчитать собственное удельное сопротивление ρi монокристаллов крем-
ния Si, германия Ge, арсенида галлия GaAs и антимонида индия InSb при
комнатной температуре.
1.9 Найти концентрацию легирующей акцепторной примеси для кремния Si и
германия Ge, при которой наступает вырождение концентрации свободных
носителей заряда при комнатной температуре Т = 300 К.
1.10 Найти, как изменится объемное положение уровня Ферми φ0 в электрон-
ном арсениде галлия GaAs с ρ = 1 Ом·см при изменении температуры от
Т = 300 К до Т = 77 К.
1.11 Полупроводники кремний Si, германий Ge, арсенид галлия GaAs и анти-
монид индия InSb легированы донорной примесью до концентрации
ND = 1015 см-3. Найти граничную температуру Тгр, при которой собственная
концентрация носителей заряда ni еще ниже концентрации основных носите-
лей заряда n0.
3
