Решение:
Энергия связи Еn=-13.6Z2/(ε2n2)/ Для Z=1, n=1, ε=12 имеем Еn=0,094 эВ.
Радиус орбиты r=ε0εh2n2 /πmq2Z = 6.35*10-4 мкм, это свидетельствует о том, что наименьшая орбита проходит за пределами ближайшего соседнего атома, т.е. в среде основного материала.
Найдите положение уровня Ферми в собственном полупроводнике относительно середины запрещенной зоны при комнатной температуре (Т = 300 К), если эффективная масса электрона меньше эффективной массы дырки.
В каких случаях примесные атомы дают отдельные уровни, а в каких образуют примесную зону? Когда можно считать, распределение электронов по энергиям экспоненциальным и почему?
Поясните, что такое основные и неосновные носители заряда. Как связаны между собой их равновесные концентрации? В каких полупроводниках концентрация неосновных носителей больше : в слаболегированных или в сильнолегированных?
Что такое собственная электропроводность? Может ли примесный полупроводник обладать собственной электропроводностью? При каком приращении температуры электропроводность собственного кремния увеличится вдвое по сравнению с его электропроводностью при комнатной температуре?
Определите удельное сопротивление собственного германия при комнатной температуре. Как оно изменится, если к этому образцу добавить донорную примесь так, чтобы на каждые 108 атомов германия приходился один атом примеси?
Брусок кремния размером 10х10х10 мм при Т = 300 К содержит в качестве примесей галлий с концентрацией NA = 1,5·1019 атом/м3 и мышьяк с концентрацией NД = 1,5*1019 атом/м3, Определите сопротивление бруска между двумя противоположными гранями, если концентрация собственных носителей заряда ni = 1,5·1016 м-3, подвижность электронов μn =0.12 м2 /(В*с), подвижность дырок μр =0,05 м2 /(В*с).
Пластина кремния легирована донорной примесью с концентрацией NД=1015 см-3. Найдите: а) концентрации электронов и дырок и положение уровня Ферми относительно собственного уровня Ферми; б) результирующие концентрации носителей заряда и положение уровня Ферми, если свет, падающий на пластину, приводит к возникновению фотогенерированных электронов и дырок со стационарной концентрацией 1012 см-3). Толщина пластины мала по сравнению с глубиной проникновения света; в) повторите расчеты пункта "б" в предположении, что интенсивность света возросла настолько, что генерируется 1018 см-3 электронно-дырочных пар.
В кремниевом кристалле электрическое поле в плоскости хi (перпендикулярной оси х) не равно нулю. При х= хi концентрация электронов равна 106 см-3. В направлении, перпендикулярном этой плоскости (вдоль оси хi), распределение электронов неравномерно. Известно, что ток электронов через плоскость хi равен нулю. Объясните, почему не течет ток. Чему равен градиент концентрации электронов в направлении, перпендикулярном плоскости х, если напряжённость электрического поля ξ =-103 В/см (т.е. поле действует в отрицательном направлении относительно оси х).
Рассчитайте показатель качества МН холловского элемента, определяемый как напряжение Холла, приходящееся на единицу магнитного поля и единицу рассеиваемой мощности. Рассмотрите элемент р-типа, имеющий RH = 8*103 см3 /Кл, W/L=1, r=1,2, t= 8мкм (рис.1.2). Вычислите сопротивление такого элемента и значение МН, если В=500 Гс, а мощность рассеиваемая элементом, равно 1,43 мВт (считать что μр =475 см2 /(В*с)).
Рис.1.2