- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •Задача 1
- •Решение
- •Задача 2
- •Решение
- •Задача 3
- •Решение
- •Задача 4
- •Решение
- •Задача 5
- •Решение
- •Задача 6
- •Решение
- •Задача 7
- •Решение
- •Задача 8
- •Решение
- •Задача 9
- •Решение
- •Задача 10
- •Решение
- •2. СВОЙСТВА МОП-СТРУКТУР
- •Задача 11
- •Решение
- •Задача 12
- •Решение
- •Задача 13
- •Решение
- •Задача 14
- •Решение
- •Задача 15
- •Решение
- •Задача 16
- •Решение
- •Задача 17
- •Решение
- •Задача 18
- •Решение
- •3. ДИОДЫ И СВОЙСТВА P-N ПЕРЕХОДОВ
- •Задача 19
- •Решение
- •Задача 20
- •Решение
- •Задача 21
- •Решение
- •Задача 22
- •Решение
- •Задача 23
- •Решение
- •Задача 24
- •Решение
- •Задача 25
- •Решение
- •Задача 26
- •Решение
- •Задача 27
- •Решение
- •Задача 28
- •Решение
- •Решение
- •Задача 30
- •Решение
- •Задача 31
- •Решение
- •Задача 32
- •Решение
- •Задача 33
- •Решение
- •Задача 34
- •Решение
- •Задача 35
- •Решение
- •Задача 36
- •Решение
- •5. ПРИЛОЖЕНИЯ. ПАРАМЕТРЫ, КОНСТАНТЫ, ТИПИЧНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
- •Список рекомендуемой литературы
- •Содержание
б). Используя (2.3), получаем EC – EF 0.244 эВ.
в). Вероятность того, что донорный уровень нейтрален (т.е. заполнен) определяется функцией распределения Ферми - Дирака
f(ED) = [1 + exp[( ED – EF)/k T]]-1. |
(6.2) |
Поскольку EC – EF 0.244 эВ и EC – ED 0.05 эВ, то ED – EF 0.194 эВ, откуда
f(ED) = [1 + exp[(0.194/0.026)]]-1 5.7×10-4.
Задача 7
Тонкая пластина кремния с уровнем легирования NA=1016 см-3 освещается светом такой интенсивности, что в объеме кремния содержится избыточная концентрация носителей n = p = 1015 см-3.
а). Найдите смещение квазиуровней Ферми для электронов и дырок от своего равновесного значения.
б). Как изменится закон действующих масс в этом случае?
Решение
а). Для определения понятия квазиуровней Ферми воспользуем-
ся обобщением равновесных соотношений (2.1-2.2) |
|
||
n0 + |
n = NC exp(−(EC −EFn ) / kT ); |
(7.1) |
|
p0 + |
p = NV exp(−(EFp − EV ) / kT ), |
(7.2) |
|
из которых получаем: |
|
n)/n0] kT ln[NA n/ni2] 0.66 эВ; |
|
EFn - EF = kT ln[(n0+ |
|
||
EFp - EF = - kT ln[(p0+ |
n)/p0] - kT ( p/NA) - 0.0026 эВ. |
|
|
Отметим, что квазиуровень Ферми для основных носителей (дырок) практически остался равным равновесному значению, в то время как квазиуровень Ферми для электронов сдвинулся по направлению к зоне проводимости на две трети ширины запрещенной зоны кремния.
б). Равновесное соотношение (1.1) модифицируется при этом следующим образом:
(n0+ n) (p0+ n) =
= NC NV exp[ - (Eg + EFp - EFn)/kT] = ni2 exp[(EFn - EFp)/kT]. (7.3)
Формула (7.3) справедлива и в общем случае, когда неравновесные концентрации носителей, и, следовательно, расщепление уровня Ферми происходит за счет других процессов. Например, при
8