半导体物理学第三章习题和答案

第三章习题和答案 1. 计算能量在E=Ec到2*n2CL2m100EE 之间单位体积中的量子态数。 解： 2. 试证明实际硅、锗中导带底附近状态密度公式为式（3-6）。 322233*28100E21233*22100E0021233*231000L8100)(3222)(22)(1ZVZZ)(Z)(22)(2322C22CLEmhEEEmVdEEEmVdEEgVddEEgdEEmVEgcncCnlmhECnlmECnncnc）（）（单位体积内的量子态数）（)(21)(,)"(2)()(,)(,)()(2~.2'213''''''2'21'21'21'2222222CaalttzyxacczlazytayxtaxztyxCCeEEmhkVmmmmkgkkkkkmhEkEkmmkkmmkkmmkmlkmkkhEkEKICEGsi•系中的态密度在等能面仍为球形等能面系中在则：令）（关系为）（半导体的、证明： 3. 当E-EF 为1.5k0T，4k0T, 10k0T 时，分别用费米分布函数和玻耳兹曼分布函数计算电子占据各该能级的概率。 费米能级 费米函数 玻尔兹曼分布函数 1.5k0T 0.182 0.223 4k0T 0.018 0.0183 10k0T 4. 画出-78oC、室温（27 oC）、500 oC 三个温度下的费米分布函数曲线，并进行比较。 5. 利用表 3-2 中的m*n，m*p数值，计算硅、锗、砷化镓在室温下的NC , NV以及本征载3123221232'2123231'2'''')()2(4)()(111100)()(24)(4)()(~ltncnclttzmmsmVEEhmEsgEgsiVEEhmmmdEdzEgdkkkgVkkgdkdEEE••••）方向有四个，锗在（旋转椭球，个方向，有六个对称的导带底在对于即状态数。空间所包含的空间的状态数等于在FEE TkEEeEfF011)(TkEEFeEf0)(51054.451054.4 流子的浓度。 6. 计算硅在-78 oC，27 oC，300 oC 时的本征费米能级，假定它在禁带中间合理吗？ 所以假设本征费米能级在禁带中间合理，特别是温度不太高的情况下。 7. ①在室温下，锗的有效态密度Nc=1.051019cm-3，NV=3.91018cm-3，试求锗的载流子有效质量 m*n m*p。计算77K 时的NC 和 NV。 已知 300K 时，Eg=0.67eV。77k时Eg=0.76eV。求这两个温度时锗的本征载流子浓度。②77K 时，锗的电子浓度为1017cm-3 ，假定受主浓度为零，而 Ec-ED=0.01eV，求锗中施主浓度ED为多少？ evEmommmAGevEmommmsievEmommmGeNNnhkoTmNhkoTmNgpnsagpngpnekoTEvcipvnCg428.1;47.;068.0:12.1;59.;08.1:67.0;37.;5...