Вариант №7

1. Объясните механизмы:

а) прямой рекомбинации носителей тока в полупроводнике;

б) рекомбинации носителей через примесные центры, создающие энергетические уровни в запрещенной зоне.

2. Напишите уравнение для определения температуры германиевого диода, при которой высота потенциального барьера равна  = 0,1 В. Считать, что концентрация примесей составляет и , и что примеси полностью ионизованы.

3. Найти значение эффективности эмиттера кремниевого n-p-n транзистора со следующими параметрами: концентрация донорной примеси в эмиттере ; концентрация акцепторной примеси в базе ; эффективная ширина базы W_б = 2 мкм; диффузионная длина неосновных носителей в слое эмиттера L_рэ = 10 мкм. Для расчетов принять, что зависимость подвижности неосновных носителей в полупроводнике от концентрации примеси описывается выражением: , где₀ - подвижность неосновных носителей в собственном полупроводнике; ; - концентрация примеси.

Вариант №8

1. Покажите, что энергия, необходимая для ионизации элементов V группы периодической системы элементов в полупроводнике с решеткой типа алмаза и радиус орбиты пятого электрона атома донора в связанном состоянии определяется соотношениями:

.

Указание: Воспользуйтесь боровской моделью атома, помещенного в среду с диэлектрической проницаемостью , валентный электрон которого, не участвующий в образовании ковалентных связей, имеет заряд -q и эффективную массу m_n.

2. При температуре Т = 300 К высота потенциального барьера в кремниевом диоде равна 0,6 В. При какой температуре высота потенциального барьера станет равной 0,7 В. Считать, что в указанном интервале температур донорные и акцепторные примеси ионизированы полностью. Температурной зависимостью эффективной плотности состояний электронов и дырок пренебречь.

3. Покажите, что в базе биполярного бездрейфового p-n-p транзистора в активном режиме концентрация неосновных носителей распределена по линейному закону:

;

Изобразите указанную зависимость. Как связаны наклон зависимости и площадь, ограниченная этой зависимостью с токами эмиттера и базы через транзистор.

Вариант №9

1. Рассчитайте, сколько периодов решетки составляет радиус орбиты пятого электрона атома пятивалентной примеси в кремнии и энергию, необходимую для ионизации этого электрона. Постоянная решетки кремния d_Si = 5,4 Å.

Указание: Воспользуйтесь боровской моделью атома, помещенного в среду с диэлектрической проницаемостью , валентный электрон которого, не участвующий в образовании ковалентных связей, имеет заряд -q и эффективную массу m_n.

2. Идеальный диод, имеющий тепловой ток I₀ = 10 мкА, соединен последовательно с источником напряжения Е = 10 В и резистором с сопротивлением 1 кОм. Найти прямой ток и прямое напряжение на диоде при температуре Т = 300 К.

3. Покажите, что в бездрейфовом транзисторе коэффициент переноса носителей через базу определяется выражением: , гдеи- диффузионная длина неосновных носителей в базе и ширина базы, соответственно.

Вариант №10

1. Покажите, что плотность энергетических состояний дырок в валентной зоне и электронов в зоне проводимости определяются соотношениями:

.

2. Из вольтамперной характеристики диода, учитывающей падение напряжения на сопротивлении базы диода , где- падение напряжения на диоде,- сопротивление базы диода,- ток через диод, покажите, что дифференциальное сопротивление диода определяется выражением.

3. Определите время пролета (диффузии) неосновных носителей через базу бездрейфового транзистора p-n-p-типа.