Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 21

1. При какой концентрации акцепторной примеси в кремнии уровень Ферми будет пересекать примесный уровень с энергией E_а = E_v + 0,045 эВ при температуре Т = 100 К? Ширина запрещенной зоны кремния W = 1,1 эВ. Эффективные массы электронов и дырок в кремнии считать равными 0,91m_e и 0,595m_e соответственно.

2. Исходя из классической теории электропроводности металлов, определите среднюю кинетическую энергию электронов металла (в электрон-вольтах), если отношение теплопроводности к удельной проводимости для этого металла равно 6.710^–7 В²/К.

3. Зная плотность распределения нормальных колебаний по частотам

получите общее выражение для концентрации фононного газа и рассмотрите предельные случаи, соответствующие области низких (T << T_D) и области высоких (T >> T_D) температур. T_D – температура Дебая.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 22

1. Оцените концентрацию акцепторной примеси в кремнии, при которой температура перехода p-кремния к собственной проводимости составляет 600 К. Ширина запрещенной зоны кремния W = 1,1 эВ. Эффективные массы электронов и дырок в кремнии считать равными 0,91m_e и 0,595m_e соответственно.

2. Концентрация примеси в германии n-типа равна 310¹⁷ см^–3. Концентрация дырок в этом полупроводнике при температуре 300 К, которая относится к области истощения примеси оказалась равной 1,510¹³ см^–3. Найдите по этим данным проводимость собственного германия при той же температуре 300 К. Для подвижностей электронов и дырок (_n = b_p) в германии принять следующие значения: _n = 3,810³ см²/(Вс), b = 2,1.

3. Получите выражение для молярной теплоемкости С_т, используя формулу для молярной внутренней энергии кристалла с двумерной решеткой:

,

где T – температура кристалла, T_D – температура Дебая, R – универсальная газовая постоянная.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 23

1. При какой концентрации фосфора в кремнии температура перехода n-кремния к собственной проводимости будет равна 800 К? Ширина запрещенной зоны кремния W = 1,1 эВ. Эффективные массы электронов и дырок в кремнии считать равными 0,91m_e и 0,595m_e соответственно. Энергетический уровень фосфора в кремнии E_d = E_c – 0,045 эВ.

2. Подвижность электронов в чистом германии при комнатной температуре (300 К) равна 3800 см²/(Вс). Найдите удельное сопротивление этого материала при 30 К, считая, что подвижность меняется с температурой по закону , гдеа – постоянная. Эффективную массу электронов положить равной 0,55m_e, а эффективною массу дырок – 0,36m_e. При всех рассматриваемых температурах считать, что ширина запрещенной зоны германия равна 0,785 эВ, а отношение подвижностей электронов и дырок принять равным 2,1.

3. Проанализируйте температурную зависимость теплопроводности кристаллической решетки. Нарисуйте график этой зависимости.