半导体物理期末试卷(含部分答案(3)

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下图右侧直线上添加尖头即可）。并说明扩散电流和漂移电流之间的关系。（大小相等，方向相反）

10 型半导体的电阻率随温度的变化曲线如图所示，试解释为什么会出现这样的变化规律。 四 计算题

*

1． InSb禁带宽度Eg 0.23eV，相对介电常数 25，电子有效质量mn 0.015m0。试采用类

r

氢模型计算施主杂质电离能。

2． 单晶硅中均匀地掺入两种杂质掺硼1.5 1016cm-3, 掺磷5.0 1015cm-3。试计算：（1）室温下载流子浓度；（2）室温下费米能级位置；（3）室温下电导率；（4）600K下载流子浓度。 已知：室温下

2

ni=1.5 1010cm-3, NC=2.8 1019cm-3, NV=1.0 1019cm-3, k0T=0.026eV；

2

15

-3

n 500(cm/V s), p 1300(cm/V s) ；600K时ni=6 10cm。

解：（1）对于硅材料：ND=5×1015cm-3；NA＝1.5×1016cm-3；T＝300k时 ni=1.5×1010cm-3：

p0 N

A

ND 2 10

15

cm

3

n0

nip0

(1.5 10

10

)

2

3.

E EF

11 e

(E EF)/k0T

0.2 10

16

cm

3

1.125 10cm

5 3

为

f(E)

4k0T,10k0T

时，分别用费米分布函数和玻尔兹曼分布函数

计算电子占据该能级的几率。 解：费米分布函数为

E EFkoT

fB(E) e

5当E－EF等于4k0T时，f＝ 0.01799； 当E－EF等于10k0T时，f＝ 4.54* 10

玻耳兹曼分布函数为

5

当E－EF等于4k0T时，f＝ 0.01832；当E－EF等于10k0T时，f＝ 4.54* 10 ；

上述结果显示在费米能级附近费米分布和玻耳兹曼分布有一定的差距。

4. 有三块半导体硅材料，已知在室温下（300K）空穴浓度分别为

p01 2.25 10

16

/cm,p02 1.5 10

310

/cm,p03 2.25 10/cm

343

。

1）分别计算这三块材料的电子浓度

n01,n02,n03

2）判断三块材料的导电类型；

3）分别计算这三块材料费米能级的位置（与本征费米能级比较）。

5． 求本征半导体的费米能级

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