半导体物理学刘恩科第七版到完整课后题答案

9.试从图4-13求杂质浓度为10cm和10cm的Si，当温度分别为-50C和+150C时的电子和空穴迁移率。

16-318-3OO

解：电子和空穴的迁移率如下表，迁移率单位cm2/(V.S)

浓度 1016cm-3 1018cm-3 温度 -50OC +150OC -50OC +150OC 电子 2500 750 400 350 空穴 800 600 200 100 10.试求本征Si在473K时的电阻率。

解：查看图3-7，可知，在473K时，Si的本征载流子浓度ni?5.0?1014cm?3，在这个浓度下，查图4-13可知道un?600cm2/(V?s)，up?400cm2/(V?s)

11.截面积为10-3cm2,掺有浓度为1013cm-3的p型Si样品，样品内部加有强度为103V/cm的电场，求；

①室温时样品的电导率及流过样品的电流密度和电流强度。

②400K时样品的电导率及流过样品的电流密度和电流强度。

解：

①查表4-15（b）知室温下，浓度为10cm的p型Si样品的电阻率为??2000??cm，则电导率为??1/??5?10?4S/cm。

13-3

电流密度为J??E?5?10?4?103?0.5A/cm2

电流强度为I?Js?0.5?10?3?5?10?4A

②400K时，查图4-13可知浓度为1013cm-3的p型Si的迁移率约为up?500cm2/(V?s)，则电导率为??pqup?1013?1.602?10?19?500?8?10?4S/cm

电流密度为J??E?8?10?4?103?0.8A/cm2

电流强度为I?Js?0.8?10?3?8?10?4A

12.试从图4-14求室温时杂质浓度分别为1015，1016，1017cm-3的p型和n型Si样品的空穴和电子迁移率，并分别计算他们的电阻率。再从图4-15分别求他们的电阻率。

浓度（cm-3） 1015 1016 1017 N型 P型 N型 P型 N型 P型 迁移率(cm/(V.S))（图4-14） 1300 500 1200 420 690 2240 电阻率ρ(Ω.cm) 4.8 12.5 0.52 1.5 0.09 0.26 电阻率ρ(Ω.cm)（图4-15） 4.5 14 0.54 1.6 0.085 0.21 硅的杂质浓度在10-10cm范围内，室温下全部电离，属强电离区，n?ND或p?NA

11或?? pqupnqun1517-3

电阻率计算用到公式为??13.掺有1.1?1016硼原子cm-3和9?1015磷原子cm-3的Si样品，试计算室温时多数载流子和少数载流子浓度及样品的电阻率。

解：室温下，Si的本征载流子浓度ni?1.0?1010/cm3 有效杂质浓度为：NA?ND?1.1?1016?9?1015?2?1015/cm3多数载流子浓度p?NA?ND?2?1015/cm3

??ni，属强电离区

ni1?1020少数载流子浓度n???5?104/cm3 15p02?10总的杂质浓度Ni?NA?ND?2?1016/cm3，查图4-14（a）知，

2up多子?400cm2/V?s,un少子?1200cm2/V?s

电阻率为

14.截面积为0.6cm2、长为1cm的n型GaAs样品，设un=8000 cm2/(V?S),n=1015cm-3，试求样品的电阻。

解：??11??0.78?.cm -1915nqun1.602?10?1?10?8000电阻为R??l?0.78?1/0.6?1.3? s15.施主浓度分别为1014和1017cm-3的两个Ge样品，设杂质全部电离：

①分别计算室温时的电导率；

②若于两个GaAs样品，分别计算室温的电导率。

解：查图4-14（b）知迁移率为

施主浓度 1014 cm-3 1017cm-3 样品 Ge 4800 3000 GaAs 8000 5200 Ge材料，

浓度为1014cm-3，??nqun?1.602?10-19?1?1014?4800?0.077S/cm 浓度为1017cm-3，??nqun?1.602?10-19?1?1017?3000?48.1S/cm

GaAs材料，

14-3

浓度为10cm，??nqun?1.602?10-19?1?1014?8000?0.128S/cm

浓度为1017cm-3，??nqun?1.602?10-19?1?1017?5200?83.3S/cm

16.分别计算掺有下列杂质的Si，在室温时的载流子浓度、迁移率和电阻率：

①硼原子3?1015cm-3;