半导体物理习题答案第四章

半导体物理习题 第4 章 半导体的导电性 2.试计算本征Si 在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为1350cm2/Vs 和500 cm2/Vs。当掺入百万分之一的As后，设杂质全部电离，试计算其电导率。掺杂后的电导率比本征Si 的电导率增大了多少倍？ 解：将室温下Si 的本征载流子密度1.51010/cm3 及题设电子和空穴的迁移率代入电导率公式 ()iinpnq 即得： 101961.5 101.6 10(1350500)4.44 10 s/cmi； 已知室温硅的原子密度为51022/cm3，掺入1ppm 的砷，则砷浓度 2261635 10105 10 cmDN 在此等掺杂情况下可忽略少子对材料电导率的贡献，只考虑多子的贡献。这时，电子密度n0 因杂质全部电离而等于ND；电子迁移率考虑到电离杂质的散射而有所下降，查表4-14 知n-Si 中电子迁移率在施主浓度为51016/cm3 时已下降为800 cm2/Vs。于是得 16195 101.6 108006.4 s cmnnq/ 该掺杂硅与本征硅电导率之比 866.41.44 104.44 10i 即百万分之一的砷杂质使硅的电导率增大了 1.44 亿倍 5. 500g 的Si 单晶中掺有 4.510-5g 的B，设杂质全部电离，求其电阻率。 （硅单晶的密度为2.33g/cm3，B 原子量为10.8）。 解：为求电阻率须先求杂质浓度。设掺入Si 中的B 原子总数为Z，则由1 原子质量单位=1.6610-24g算得 618244.5 102.5 1010.8 1.66 10Z个 500 克Si 单晶的体积为3500214.6 cm2.33V ，于是知B 的浓度 ∴1816-32.5 101.16 10 cm214.6AZNV 室温下硅中此等浓度的B 杂质应已完全电离，查表4-14 知相应的空穴迁移率为400 cm2/Vs。故 1619111.35cm1.16 101.6 10400ApN q  6. 设Si 中电子的迁移率为0.1 m2/(V.s)，电导有效质量 mC=0.26m0，加以强度为104V/m第一章 的电场，试求平均自由时间和平均自由程。 解：由迁移率的定义式*nccqm 知平均自由时间 *ccnmq 代入相关数据，得 3113190.26 9.1 100.11.48 101.6 10ns 平均自由程：134101.48 100.1 101.48 10 mnn dncLv  8. 截面积为 0.001cm2 的圆柱形纯 Si 样品，长 1mm，接于 10V 的电源上，室温下希望通过 0.1A 的电流，问： ①样品的电阻须是多少？ ②样品的电导率应是多少？ ...