7.3. Задачи

1. В полупроводнике n-типа плотность тока вдоль образца j=0,lA/cм². Магнитное поле В=0,1 Тл, вектор индукции которого перпенди­кулярен плотности кристалла. Определить напряжение и постоянную Холла, если п_о=10¹⁶ см^-3, ши­рина образца а=0,1см. Рассеяние носителей заряда осуществляется на тепло­вых колебаниях решетки.

2. Плоский прямоугольный образец индия с удельным со­противлением =210^-3 Омм и подвижностью электронов μ_η=0,4м² /(Вс) по­мещен в магнитное поле В=1Тл, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости кристалла. Вдоль образца пропускают ток I=20мА. Определить силу Лоренца, действующую на электроны, если площадь поперечного сече­ния образца S=2мм².

3. Определить постоянную Холла в JnSb при Т=295К, содержащем акцепторы в концентрации N_A=810¹⁶ cм ^-3, если А=1,18, а концентрация элек­тронов n_i=1,810¹⁶см^-3. Акцепторы считаются полностью ионизированными.

4. Образец арсенида галлия с удельным сопротивлением 510^-4 Омм, характеризуется коэффициентом Холла 310^-4 м³/Кл. Определить: а) напряженность холловского поля, возникающего при пропускании через об­разец тока плотностью 10 мА/мм² и воздействии магнитного поля с индукци­ей 2 Тл; б) напряженность внешнего электрического поля для создания задан­ной плотности тока.

5. Для кремния постоянная Холла R_H=3,6610^-4 м³/Кл, удельное сопротивление ρ=8,93·10^-3 Омм. Найти подвижность носителей заряда, полагая, что ток обусловлен наличием носителей одного типа.

6. Определить подвижность и концентрацию электронов в кремнии n - типа, удельное сопротивление которого ρ=1,8·10^-2 Омм, а коэффициент Холла R_H=2,1 · ΙΟ^-3 м³/Кл.

7. Определить подвижность дырок в собственном полупроводнике, если его удельное сопротивление 810^-3 Омсм. Концентрация электронов 510¹⁵ см ^-3, постоянная Холла R_H =м³/Кл.

8. Определить красную границу фото проводимости в кремнии, если ширина запрещенной зоны составляет 1,1 эВ.

9. Красная граница внешнего фотоэффекта сурьмяноцезиевого фотокатода (при очень низкой температуре) соответствует λ₁ =0,65 мкм, а красная граница фотопроводимости – λ₂=2,07 мкм. Определить положение дна зоны проводимости данного полупроводника относительно вакуума.

10. Найти положение донорного уровня, если красная граница фотопроводимости составляет 510^-6 м.

11. Определить максимальную ширину запрещенной зоны, которую может иметь полупроводник, используемый в качестве фотодетектора, если он должен быть чувствительным к излучению с длиной волны λ=565 нм.

12. При рекомбинации через примесный уровень доля излучательной рекомбинации составила 40%, а частота излученного света 10¹⁰ Гц. Определить ширину запрещенной зоны полупроводника.

7.4 Контрольные вопросы.

1. Что называется фотопроводимостью полупроводников и чем она обусловлена?

2. Что называется красной линией фотопроводимости?

3. Назовите основные механизмы поглощения света в полупроводниках. Какие из механизмов являются фотоактивными?

4. Назовите причины, обусловливающие нелинейную зависимость фотопроводимости полупроводников от интенсивности облучения?

5. Какой процесс называется собственным поглощением света в полупроводнике?

6. Какое поглощение называется примесным?

7. Где применяются эффекты поглощения света полупроводниками?

8. Что называется темновой проводимостью полупроводника?

9. Чем определяется чувствительность фоторезистора?

10. Какие процессы возникают в проводнике, по которому течет постоянный ток, при помещении его в магнитное поле?

11. В чем заключается эффект Холла?

12. Каков физический смысл постоянной Холла?

13. В каких полупроводниках эффект Холла проявляется сильнее: в собственных или примесных (с одним типом проводимости)?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мевис А.Ф., Некрасова А.Ю., Полутин В.С. Физические

основы конструирование, технологии и микроэлектроники. Сборник задач /МИРЭА.-М., 1987.-80с., ил.

2. Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. А72.

Материалы электронной техники. Задачи и вопросы.

Учебное пособие для вузов по специальностям электронной техники./ Под ред. В.А. Терехова. 2^е изд.-СПб: Издательство

«Лань». 2001.-208с.ил. –(учебники для вузов. Специальная литература).

3. Линг.П., Николайдес.А. Задачи по физической электро-нике. Пер. с англ./Под ред. Г.В. Скротского./издательство «Мир» М. 1975г.

4. Ван Флек Л. Теоритическое и прикладное материаловеди-ние. Пер. с англ. М., атом издат., 1975., 472с.

5. Пасынков В.В., Сорокин В.С.Материалы электронной техники: Учеб. для студ. вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики.», «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы.»-2-е изд. перераб. и доп.- М.; Высшая шк., 1986.-367с., ил.

6. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника. М.:Высшая школа, 1986. 320с.

7. Россадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. М.: Высшая школа, 1991. 385с.

8. Ефимов И. Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлект-роника.Физические и технологические основы, надежность. М.: Высшая школа,1986.464с.

9. Викулин И.М., Стафеев А. И. Физика полупроводнико-вых приборов. М.: Высшая школа,1990. 352с.

10. Морозова И.Г. Физика электронных прибо. М.: Атом издат, 1980. 392с.

11. Овечкин Ю.А. Полупроводниковые приборы. М.: Высшая школа,1982.304с.

101