6. Індивідуальні завдання на розрахунково-графічну роботу

Завдання на РГР містить 18 задач з наступних тем: „Фізичні властивості напівпровідників", „Напівпровідникові діоди", „Транзистори", „Електровакуумні прилади". Варіанти завдань наводяться в табл. 6.1 – 6.10.

Тема 1. Фізичні властивості напівпровідників

Задача 1.1.

Обчислити положення рівня Фермі W_F відносно (дна зони провідності W_C, середини забороненої зони W_E, стелі валентної зони W_V) при температурі Т К для кристалу (германія Ge, кремнію Si), що містить N атомів (донорної, акцепторної) домішки в 1 см³.

Таблиця 6.1. Варіанти задачі 1.1

№ вар.	Відлік ведеться відносно	Темпера-тура Т , К	Напів-провідник	Тип провідності	Концентрація домішок N, см-3	№ вар.
1.	WV	400	Ge	p	51016	1.
2.	WE	300	Si	p	51017	2.
3.	WE	300	Ge	p	51017	3.
4.	WE	400	Si	p	51016	4.
5.	WC	400	Si	n	11016	5.
6.	WC	400	Si	n	11017	6.
7.	WC	300	Si	n	51017	7.
8.	WC	300	Ge	n	51017	8.
9.	WV	300	Ge	p	11016	9.
10.	WV	350	Ge	p	51016	10.
11.	WV	400	Ge	p	11016	11.
12.	WV	400	Ge	p	11015	12.
13.	WC	300	Si	n	11015	13.
14.	WC	400	Si	n	11015	14.
15.	WC	350	Si	n	11014	15.
16.	WC	300	Si	n	11014	16.
17.	WE	300	Ge	p	11015	17.
18.	WE	300	Ge	p	51015	18.
19.	WE	300	Ge	n	51015	19.
20.	WE	300	Ge	n	11016	20.
21.	WE	400	Ge	p	11015	21.
22.	WE	400	Ge	p	51015	22.
23.	WV	300	Si	p	11017	23.
24.	WV	300	Si	p	51017	24.
25.	WV	350	Si	p	51017	25.
26.	WV	400	Si	p	11016	26.
27.	WC	400	Si	n	11015	27.
28.	WC	400	Si	n	11016	28.
29.	WC	400	Si	n	11017	29.
30.	WC	400	Si	n	51017	30.

Задача 1.2.

Визначити концентрацію основних і неосновних носіїв заряду, а також питомий опір домішкового напівпровідника і відношення питомої діркової і електронної провідності для умов задачі 1.1. Рухливість носіїв заряду припустити однаковою для власного і домішкового напівпровідника, тобто вплив домішок на рухливість не враховувати, а враховувати тільки вплив температури. Як зміниться результат задачі, якщо цього припущення не робити? Виконайте ще раз всі обчислення з врахуванням впливу концентрації домішок і температури, порівняйте результати і зробіть висновки.

Задача 1.3.

При якій температурі концентрація власних носіїв заряду n_i у бездомішковому напівпровіднику буде рівна концентрації основних носіїв в домішковому напівпровіднику для умов задачі 1.1. Пояснити отримані результати.

Задача 1.4.

Визначити значення дрейфового струму, що протікає через стержень довжиною L см, з площею поперечного перерізу S см², до кінців якого прикладена різниця потенціалів U В. Визначити середню дрейфову швидкість електронів і дірок. Числові значення взяти з умов задачі 1.1.

Таблиця 6.2. Варіанти задачі 1.4

№ вар.	L, см	S, см2	U, В	№ вар.	L, см	S, см2	U, В	№ вар.	L, см	S, см2	U, В
1.	1	0,1	2	11.	11	1,1	21	21.	11	2,1	31
2.	2	0,2	4	12.	12	1,2	22	22.	12	2,2	32
3.	3	0,3	6	13.	13	1,3	23	23.	13	2,3	33
4.	4	0,4	8	14.	14	1,4	24	24.	14	2,4	34
5.	5	0,5	10	15.	15	1,5	25	25.	15	2,5	35
6.	6	0,6	12	16.	16	1,6	26	26.	16	2,6	36
7.	7	0,7	14	17.	17	1,7	27	27.	17	2,7	37
8.	8	0,8	16	18.	18	1,8	28	28.	18	2,8	38
9.	9	0,9	18	19.	19	1,9	29	29.	19	2,9	39
10.	10	1,0	20	20.	20	2,0	30	30.	20	3,0	40

Задача 1.5.

Визначити густину дифузійного струму для стержня з геометричними розмірами з задачі 1.4, якщо концентрація домішок змінюється за лінійним законом від одного кінця стержня до іншого на порядок. Пояснити рівноважний стан такого стержня. Побудувати потенційну (енергетичну) діаграму. Визначити величину і напрям внутрішнього електричного поля цього неоднорідно легованого напівпровідника. Використати числові значення умов задачі 1.1. Пояснити отримані результати.