已知室温下硅的本征载流子密度ni=1.5′1010cm-3，试求掺磷浓度为1.5′1013cm-3，掺硼浓度为1.0′1013cm-3的硅样品在室温热平衡状态下的电子密度n0、空穴密度p0和费米能级的位置（Ec-EF）。已知此时硅中杂质原子已全部电离，硅的导带底和价带顶有效态密度分别为2.8′1019cm-3和1.1′1019cm-3。()
发布时间：2023-09-08 10:22:01
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- 1.有一硅样品在温度为300k时,施主与受主的浓度差ND-NＡ=1014cm-３,设杂质全部电离,已知该温度下导带底的有效状态密度NC=2.9×1019cm-3,硅的本征载流子浓度ni=1.5×1010cm-３,求样品的费米能级位于哪里?
- 2.已知室温(300K)下硅的禁带宽度 Eg1.12 eV,价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比 mp/mn0.55,导带的有效状态密度 NC2.81019/cm3, kT0.026eV,。试计算:1)室温(300K)下,纯净单晶硅的本征费米能级 Ei;2)室温(300K)下,掺磷浓度为 1018/cm3 的 n 型单晶硅的费米能级 EF 。
- 3.已知室温(300K)下硅的禁带宽度Eg1.12 eV,价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比mp/mn0.55,导带的有效状态密度NC2.81019/cm3, kT0.026 eV,。试计算:1)室温(300K)下,纯净单晶硅的本征费米能级Ei;2)室温(300K)下,掺磷浓度为1018/cm3的n型单晶硅的费米能级EF 。
- 4.已知室温(300K)下硅的禁带宽度Eg eV,价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比mp/mn,导带的有效状态密度NC1019/cm3, kT eV,。试计算:1)室温(300K)下,纯净单晶硅的本征费米能级Ei;2)室温(300K)下,掺磷浓度为1018/cm3的n型单晶硅的费米能级EF 。@
- 5.已知室温(300K)下硅的禁带宽度Eg1.12 eV,价带顶空穴和导带底电子的有效质量之比mp/mn0.55,导带的有效状态密度NC2.81019/cm3, kT0.026 eV,。试计算:1)室温(300K)下,纯净单晶硅的本征费米能级Ei;2)室温(300K)下,掺磷浓度为1018/cm3的n型单晶硅的费米能级EF 。
- 6.已知室温(300K)下硅的禁带宽度 Eg1.12 eV,价带顶空穴和导带底电子的⏺⏺有效质量之比m* / mn 0.5519 3⏺⏺kT 0.026eV 。试计算:1)室温(300K)下,纯净单晶硅的本征费米能级 Ei;2)室温(300K)下,掺磷浓度为 1016/cm3 的 n 型单晶硅的费米能级 EF。
- 7.单晶硅中均匀地掺入两种杂质:掺硼1.51016cm-3, 掺磷5.01015cm-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(T=300K):ni=1.51010cm-3, k0T=0.026eV; NV=1.01019cm-3, NC=2.81019cm-3;n=1000cm2/Vs ;p=400cm2/Vs 600K时:ni=61015cm-3。)
- 8.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(T=300K):ni=1.5?1010cm-3, k0T=0.026eV; NV=1.0?1019cm-3, NC=2.8?1019cm-3;?n=1000cm2/V?s?;?p=400cm2/V?s?600K时:ni=6?1015cm-3。)
- 9.有一块半导体硅材料,已知在室温下(300K)它的空穴浓度为p0=2.25×1016cm-3,室温时硅的Eg=1.12eV,ni=1.5×1010cm-3,k0T=0.026eV。(8分)⑴计算这块半导体材料的电子浓度;判断材料的导电类型;⑵计算费米能级的位置。
- 10.有一块半导体硅材料,已知在室温下(300K)它的空穴浓度为p0=2.25×1016cm-3,室温时硅的Eg=1.12eV,ni=1.5×1010cm-3,k0T=0.026eV。 (8分)⑴ 计算这块半导体材料的电子浓度;判断材料的导电类型;⑵ 计算费米能级的位置。
- 11.含受主浓度为8.0×106cm-3和施主浓度为7.25×1017 cm-3的Si材料,试求温度为300K时此材料的载流子浓度和费米能级的相对位置。(已知300K时硅的ni为1.5×1010cm-3)
- 12.硅晶体中的费米能级向高能级移动，可能对应以下情况发生选项： A:导带电子浓度增加 B:价带空穴浓度增加 C:导带有效态密度Nc减少 D:导带有效态密度Nc增加
- 13.施主杂质浓度为1013cm-3的n型硅,计算在400k杂质完全电离时的多子浓度、少子浓度、费米能级的位置。
- 14.硅晶体中的费米能级向上移动，可能对应以下情况发生选项： A:导带电子浓度增加 B:价带空穴浓度增加 C:导带有效态密度Nc减少 D:导带有效态密度Nc增加
- 15.掺有浓度为每立方米为 10 22 硼原子的硅材料,分别计算 1 300K; 2 600K时费米能级的位置及多子和少子浓度(本征载流子浓度数值查图3-7)。
- 16.硅晶体中掺入硼原子，会引入杂质能级，该能级是 ，离 近。（ ）? 施主能级，导带底|施主能级，价带顶|受主能级，导带底|受主能级，价带顶
- 17.在硅单晶中每立方厘米掺入1016个砷原子,已知在室温300K下, Nc=2.86×1019cm-3,本征载流子浓度ni=9.65×109cm-3,kT=0.026eV。求在该温度下载流子浓度与费米能级。(5分)
- 18.硅晶体中掺入硼原子，会引入杂质能级，该能级是 ，离 近。（ ）选项： A:施主能级，导带底; B:施主能级，价带顶; C:受主能级，导带底; D:受主能级，价带顶
- 19.计算含有施主杂质浓度为nd=9?1015cm-3,及受主杂质浓度为1.1?1016cm3,的硅在33k时的电子和空穴浓度以及费米能级的位置。
- 20. 单晶硅半导体的禁带宽度为1.10eV，等效状态密度N=1.0×1019/cm3,求在273K时该半导体中的本征载流子浓度ni为（）。
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21.掺有浓度为每立方米为
硼原子的硅材料, 分别计算(1)300K; (2）600K 时费米能级的位置及多少和少子浓度（本征载流子浓度数值查图3-7）.
- 22.四、一束恒定光源照在n型硅单晶样品上,其平衡载流子浓度n0=1014cm-3,且每微秒产生电子-空穴为1013cm-3。如τn=τp=2μs,试求光照后少数载流子浓度。(已知本征载流子浓度ni=×109cm-3)(5分)
