Вариант №14

1. Покажите, что в невырожденном полупроводнике концентрация электронов и дырок определяются соотношениями:

где N_C и N_V - эффективные плотности состояний в зоне проводимости и валентной зоне:

.

Указание: Воспользуйтесь выражением для гамма-функции:

.

2. Объясните качественно механизмы возникновения тока генерации в диоде при обратном смещении и тока рекомбинации при прямом смещении, обусловленных наличием глубоких примесных центров в полупроводнике.

3. Изобразите эквивалентную схему биполярного транзистора для режима большого сигнала.

Вариант №15

1. Покажите, что уровень Ферми в собственном полупроводнике определяется соотношением:

.

В какой части запрещенной зоны находится уровень Ферми в чистом кремнии при температуре 300 К?

Установите температурную зависимость концентрации носителей в собственном полупроводнике.

2. Объясните механизм образования барьерной емкости диода. Покажите, что для резкого p-n перехода при условии, что концентрация легирующей примеси в эмиттере N_a много больше концентрации примеси в базе N_d барьерная емкость определяется выражением:

.

3. Изобразите входные и выходные статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общей базой. Укажите на них области, соответствующие работе транзистора в активном режиме и режимах насыщения и отсечки. Объясните влияние эффекта Эрли на вольтамперные характеристики.

Вариант №16

1. Определите удельную проводимость чистого германия при температуре Т = 300 К, если при этой температуре ионизован один атом из каждых 2^.10⁹ атомов кристалла.

2. Покажите, что, зная зависимость барьерной емкости резкого p-n перехода от запирающего напряжения, можно определить концентрацию примесей в базе диода и величину контактной разности потенциалов.

3. Изобразите входные и выходные статические вольтамперные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером. Укажите на них области, соответствующие работе транзистора в активном режиме и режимах насыщения и отсечки. Объясните влияние эффекта Эрли на вольтамперные характеристики.

Вариант №17

1. Рассчитайте, сколько периодов решетки составляет радиус орбиты пятого электрона атома пятивалентной примеси в германии и энергию, необходимую для ионизации этого электрона. Постоянная решетки кремния d_Ge = 5,66 Å,  = 16.

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. Изобразите эквивалентную схему биполярного транзистора для режима большого сигнала. Исходя из эквивалентной схемы биполярного транзистора для большого сигнала запишите уравнения для токов эмиттера, коллектора и базы (формулы Молла - Эберса).

3. Покажите, что в базе дрейфового транзистора с экспоненциальным распределением концентраций примесей, концентрация неосновных носителей распределена по закону:

,

где  = ln(N_бэ/N_бк) - фактор поля. Считать, что коэффициент диффузии не зависит от координаты (концентрации).