Задачи для самостоятельного решения

 

1. Как изменится положение уровня Ферми относительно потолка валентной зоны в беспримесном полупроводнике, если E_g уменьшится в 2 раза?

2. Во сколько раз энергия Ферми электронов в беспримесном полупроводнике при Т₂ отличается от энергии Ферми электронов при Т₁, если ширина запрещенной зоны увеличилась на 0,5E_g?

3. Определить уровень Ферми при комнатной температуре, в собственном полупроводнике, если ширина запрещенной зоны E_g равна 1,12 эВ. За нулевой уровень отсчета энергии электронов принять уровень потолка валентной зоны. Эффективная масса дырок в два раза больше эффективной массы электронов.

4. Определите E_g германия, пользуясь данными рис.11.2.

5. Собственный полупроводник имеет при некоторой температуре удельное сопротивление ρ = 0,48 Ом×м. Определить концентрацию собственных носителей заряда, если подвижность электронов в германии 0,36 м²/(В×с), а подвижность дырок равна 0,16 м²/(В×с).

6. Определить уровень Ферми при комнатной температуре, в собственном полупроводнике, если ширина запрещенной зоны E_g равна 0,7 эВ. За нулевой уровень отсчета энергии электронов принять уровень дна зоны проводимости. Эффективная масса дырок в три раза больше эффективной массы электронов.

7. Найти минимальную энергию образования пары электрон-дырка в беспримесном полупроводнике, проводимость которого возрастает в 5 раз при увеличении температуры от Т₁ = 300 К до Т₂ = 400 К.

8. Ширина запрещенной зоны германия E_g = 0,72 эВ. Определите, во сколько раз возрастает его удельная проводимость, если образец нагревают от 0 до 17 ºС.

9. Определить ширину запрещенной зоны полупроводника, график зависимости логарифма проводимости от обратной температуры (Т, кК) показан на рис.11.3.

10. Определить концентрацию собственных носителей в GaAs при Т = 300 К, если ширина запрещенной зоны E_g = 1,424 эВ, а эффективные массы электронов и дырок равны соответственно m_n = 0,067m_e и m_p = 0,48m_e (m_e – масса электрона).

11. Определить собственную проводимость в Si при Т = 300 К, если E_g = 1,424 эВ, m_n = 0,067m_e и m_p = 0,48m_e, а подвижности μ_n = 0,13 и μ_p = 0,05 м²/(В×с).

12. Найти энергию активации донорных уровней полупроводника, график зависимости lnγ от 1/T (Т в кК) показан на рис.11.3.

13. Определить примесную электропроводность алмаза, содержащего бор с концентрацией 2×10²¹ м^–3 и мышьяк с концентрацией 1×10²¹ м^–3. Подвижность электронов и дырок для алмаза соответственно равна 0,18 и 0,12 м²/(В×с).

14. Определить примесную электропроводность кремния, содержащего бор с концентрацией 2∙10²² м^–3 и сурьму с концентрацией 3∙10²¹ м^–3. Подвижность электронов и дырок для кремния соответственно равна 0,13 и 0,05 м²/(В×с).

15. Определить сдвиг Δλ края собственного поглощения германия при изменении температуры от Т₁ = 77 К до Т₂ = 273 К. Зависимость ширины запрещенной зоны германия от температуры имеет вид E_g = 0,782 – 3,9×10^–4T эВ.

16. На рис.11.4 показан спектр собственного поглощения антимонида индия для двух различных температур. Найдите ширину запрещенной зоны при указанных температурах.

17. При изменении температуры Т₁ = 100 К до Т₂ = 300 К край собственного поглощения сдвинулся на Δλ = 0,195 мкм. Найти температурный коэффициент ширины запрещенной зоны материала, если ширина запрещенной зоны при Т₁ равна 0,743 эВ.

18. Вычислить минимальную длину световой волны, для которой GaAs, имеющий E_g = 1,43 эВ при температуре 300 К, является оптически прозрачным. Как изменяется ширина запрещенной зоны с понижением температуры?

19. Вычислить удельную проводимость кремния n-типа, если постоянная Холла для него R_H = –2,7×10^–4 м³/Кл, а подвижность электронов равна 0,13 м²/(В×с).

20. Найти постоянную Холла кристалла кремния р-типа, если концентрация примесей 2×10²² м^–3, а подвижность дырок 0,05 м²/(В×с).

21. При измерении эффекта Холла пластинку из полупроводника р-типа ширины d = 10 мм и длины L = 50 мм поместили в магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл. К концам пластинки приложили разность потенциалов U = 10 В. При этом холловская разность потенциалов U_H = 50 мВ и удельное сопротивление ρ = 2,5 Ом∙см. Найти концентрацию дырок.

22. При измерении эффекта Холла пластинку из полупроводника р-типа ширины d = 10 мм и длины L = 50 мм поместили в магнитное поле с индукцией B = 0,5 Тл. К концам пластинки приложили разность потенциалов U = 10 В. При этом холловская разность потенциалов U_H = 50 мВ Найти подвижность дырок.

23. При измерении эффекта Холла в магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл поперечная напряженность электрического поля в чистом беспримесном германии оказалась в 10 раз меньше продольной напряженности электрического поля. Найти разность подвижностей электронов проводимости и дырок в данном полупроводнике.

24. В некотором полупроводнике, у которого подвижность электронов проводимости в 2 раза больше подвижности дырок, эффект Холла не наблюдался. Найти отношение концентраций дырок и электронов проводимости в этом полупроводнике.

25. Удельная проводимость кремния с примесями равна g = 112 (Ом×м)^–1. Определить подвижность дырок и их концентрацию, если постоянная Холла R_H = 3,66∙10^–4 м³/Кл. Принять, что полупроводник обладает дырочной проводимостью.

 

 

Контактные явления

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1275; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!