半导体问题 - 图文 下载本文

31、为什么在非均匀掺杂的半导体中必然存在电场?若某n型半导体由于非均匀掺杂使体内存在自建电场E(x)=-dV(x)/dx。已知电子浓度分布为

试用平衡条件证明爱因斯坦关系式。

32、某非均匀掺杂半导体,其导带电子浓度在x方向上线形变化,即n(x)=ni(1+Gx) (1)设费米能级随x变化而变化,求电场E(x); (2)如何保持样品处于热平衡状态?

(3)设NA=ax,a为常数,ND=Nexp(-ax),求其两种条件下的体内电场E(x),并画出两种条件下的能带图。

33、求证:禁带宽度为Eg的半导体,其某非均匀掺杂半导体,其导带电子浓度在x方向上线形变化,即n(x)=ni(1+Gx)

(1)设费米能级随x变化而变化,求电场E(x); (2)如何保持样品处于热平衡状态?

(3)设NA=ax,a为常数,ND=Nexp(-ax),求其两种条件下的体内电场E(x),并画出两种条件下的能带图。 34、室温下,n-CdS薄膜的掺杂浓度为ND=1017cm-3,少子寿命为0.1微秒,ni=1.0×107cm-3,如少数载流子在一定条件下全部被清除,问电子-空穴对的产生率是多大?

第六章

1、平衡p-n结有什么特点,画出势垒区中载流子漂移运动和扩散运动的方向。

2、定性画出正向偏置时p-n结的能带图。并在图上标出准费米能级的位置,与热平衡时的p-n结能带图进行比较。

3、平衡p-n结既然存在电势差,为什么p-n结又不能作为固体电池呢?

4、p-n结结处的空间电荷区宽度的数量级是多少?该空间电荷区由什么组成?

5、下图为构成p-n结的半导体材料的能带图,请画出热平衡时该p-n结的能带图,标明势垒高度和势垒宽度。

6、写出p-n结整流方程每一项的物理意义?对于较大的正向偏置电压和反向偏置电压,该方程分别说明什么样的物理过程。

7、p-n结反向电流由那几部分构成,一般情况下什么是主要的?为什么反向电流和温度关系很大

8、解释硅p-n结反向电流随反向电压增加而增大的原因。

9、测试p-n结反向电流时,有光照和无光照是不一样的,试问那一种情况测出的数值大?为什么?

10、在隧道二极管中,n区常重掺杂使EFn位于导带中, p区重掺杂使EFp位于价带中,画出这种二极管在零偏和反偏时的能带图,并解释隧道二极管的伏安特性曲线。

11、考虑一个两侧掺杂浓度相等(NA=ND)的突变p-n结,画出其电荷、电场强度、电势在反偏条件下与到p-n结距离x的函数关系。

12、分别画出正、反向偏置时p-n结n侧少数载流子浓度与到p-n结距离之间的函数关系曲线,指出过剩载流子浓度何处为正,何处为负?

13、说明p-n势垒电容和扩散电容的物理意义,分别讨论它们与电流或电压的关系。反偏p-n结有无扩散电容?为什么?

14、区别雪甭击穿和隧道击穿(齐纳击穿)的不同。为什么低击穿电压(VB<4.5V)的p-n结击穿电压的温度系数是负的,而高击穿电压时却是正的?

15、为什么p-n结的接触电位差不能通过完用表跨接在二极管两端的方法进行测量?

16、当p-n结n型区的电导率远远大于p型区的电导率时,p-n结电流主要是空穴流还是电子流? 17、说明处于开路条件下的突变p-n结其接触电位差与那些物理量有关?为什么一个开路的p-n结必然形成接触电位差? 18、(1)说明p-n结理想模型(即扩散模型)的基本假设。

(2)在推导p-n结电流-电压关系时,这些基本假设体现在那些地方? (3)对于非理想情况应做如何修正(着重从物理角度予以说明)? 19、选择正确答案填入横线上:

(1)在相同偏压下,单边突变p+-n结单位面积电容量主要由 决定(n区掺杂浓度,p+区掺杂浓度,p-n结面积)

(2)在相同正向电流IF情况下,锗p-n结的正向微分电阻r0比硅p-n结的r0 ,偏压下,在相同正向电压VF情况下,锗p-n结的正向微分电阻r0比硅p-n结的r0 (大,小,相同)。 (3)p-n结雪崩击穿电压随温度升高而 ,p-n结的隧道击穿电压随温度升高而(提高,降低,保持不变)

(4)如果略去接触电阻和体电阻,p+-n结在大注入情况下外加正向电压 , 19、选择正确答案填入横线上: (4)如果略去接触电阻和体电阻,p+-n结在大注入情况下外加正向电压 , p+-n结在小注入情况下,外加电压 (只降落在势垒区,只降落在扩散区,势垒区和扩散区各降落一部分)。

(5)若保持p-n结上正向电压VF不变,且n区掺杂浓度和少子寿命不变,而p区掺杂浓度增加,则在n区的非平衡少子贮存电荷量 ,在p区的非平衡少子贮存电荷量 , (增加,减少,不变)。

20、p-n结接触电势差VD有无可能超过禁带宽度Eg?为什么?

21、画出整个p-n结在均匀光照下的能带图,图上表明准费米能级EFn、EFp的变化(考虑p-n结开路、短路两种情况)。

22、比较不同电阻率的锗p-n结的反向电流密度的大小。比较电阻率近似相等的锗、硅p-n

结的反向电流密度的大小。

23、说明p+-n结在正向偏置条件下,p区空穴电流如何转换成n区电子电流。