微电子器件基础第五章习题解答.pptVIP

第五章非平衡载流子1.解：2.空穴在半导体内均匀产生，其产生率解：由空穴连续性方程，由于杂质均匀分布、体内没有电场、非平衡载流子均匀产生，所以，得到非平衡空穴所满足的方程，达到稳定状态时的非平衡空穴浓度，光照下，产生和复合达到稳定时，3.解：半导体内光生非平衡空穴浓度，光照下，半导体的电导率，光照下，半导体电阻率，光照下，电导中少数载流子（空穴）贡献的比例，4.解：光照停止后的非平衡空穴浓度，0t停止20微秒后，5.解：无光照的电导率，有光照的电导率，光照下，半导体处于非平衡态，其偏离程度由电子准费米能级、空穴准费米能级描述。小注入时，空穴准费米能级比平衡费米能级更靠近价带顶，但偏离小。电子准费米能级比平衡费米能级更靠近导带底，且偏离大。光照前光照后7.没有光照时，半导体的平衡费米能级位置，解：光照小注入下，导带电子浓度，小注入下，电子准费米能级位置，小注入下，空穴准费米能级，小注入下，价带空穴浓度，8.解：从题意知，P型半导体，小注入下，复合中心的电子产生率等于空穴捕获率，电子产生率空穴俘获率对于一般的复合中心，因为半导体本征费米能级，所以，对一般掺杂浓度的P型半导体，其平衡费米能级远在禁带中央能级以下。从上式中得出复合中心能级远在本征费米能级以上（离导带底很近，离本征费米能级很远），因而它不是有效复合中心。9.本征半导体，小注入，证明：非平衡载流子寿命，10.在N型硅中，金的受主能级起作用，金负离子对空穴的俘获系数，解：根据PP158给出数据，小注入时，N型半导体非平衡少子空穴的寿命主要由金复合中心决定，在P型硅中，金的施主能级起作用，金正离子对电子的俘获系数，小注入时，P型半导体非平衡少子电子的寿命主要由金复合中心决定，添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题11.解：根据单一复合中心得到的间接复合的净复合率公式，（净复合）——净产生在载流子完全耗尽的半导体区域，在只有少数载流子被耗尽的半导体区域，如对于N型半导体，——净产生在的半导体区域，解：因为少子空穴的浓度，所以，达到稳态时，少子产生率，解：由爱因斯坦关系式，得到电子扩散系数，电子扩散长度，解：由爱因斯坦关系式，得到空穴扩散系数，空穴扩散浓度梯度，空穴扩散电流密度，解：由电阻率查表PP124图4-15（b），得到半导体平衡多子浓度，边界处电子扩散电流密度，非平衡少子寿命，平衡少子浓度非平衡少子分布（半导体无限厚），解：由电阻率查表，得平衡多子（电子）浓度和少子（空穴）迁移率，平衡少子浓度，从表面处向半导体内扩散的少子空穴扩散电流密度，非平衡少子在半导体内的分布（半导体无限厚），半导体内非平衡空穴浓度等于对应的位置，