SiMR studia II stopnia. Fizyka 4 semestr letni 2014/2015
Zadania i pytania do wykładu 11.
1. Jak zależy od temperatury iloczyn np koncentracji elektronów w paśmie przewodnictwa i
koncentracji dziur w paśmie walencyjnym półprzewodnika? Zapisz wzór i przedstaw tę zależność na
odpowiednim wykresie.
2. Koncentracja elektronów w paśmie przewodnictwa półprzewodnika samoistnego jest określona
wzorem: n=Cexp(-Eg/2kBT). W germanie w temperaturze T=300 K koncentracja elektronów jest
n=2,4×1019 m-3, przerwa energetyczna jest Eg=0,67 eV. Oblicz wartość staÅ‚ej C.
3. Przerwa energetyczna jest Eg=1,12 eV w krzemie, Eg=0,67 eV w germanie. Oba półprzewodniki nie
sÄ… domieszkowane.
a) W którym z półprzewodników koncentracja nośników w temperaturze pokojowej jest większa?
b) Czy większa jest koncentracja elektronów czy koncentracji dziur w każdym z półprzewodników?
4. Próbkę krzemu domieszkowano fosforem (5 elektronów walencyjnych). Które ze stwierdzeń są
prawdziwe?
a) Liczba dziur w paśmie walencyjnym zmalała; b) Opór właściwy wzrósł;
c) Próbka stała się elektrycznie naładowana; d) Przerwa energetyczna zmniejszyła się;
e) Liczba elektronów w paśmie przewodnictwa wzrosła.
5. W samoistnym krzemie koncentracja elektronów przewodnictwa równa jest koncentracji dziur w
paÅ›mie walencyjnym i w temperaturze T=300 K wynosi n=p=ni=1,5×1016 m-3.
a) ZnajÄ…c ruchliwoÅ›ci elektronów µe=0,135 m2V-1s-1 i dziur µd=0,048 m2V-1s-1, oblicz przewodność
elektrycznÄ… krzemu w temperaturze T=300 K.
b) W krzemie typu n jeden atom na milion jest zastÄ…piony przez atom fosforu. Oblicz koncentracjÄ™
elektronów i koncentrację dziur oraz przewodność elektryczną w temperaturze T=300 K zakładając,
że każdy atom domieszki oddał elektron do pasma przewodnictwa.
Masa molowa krzemu M=28 g/mol, gęstość d=2,3 g/cm3.
6. Oszacuj energiÄ™ potrzebnÄ… do wzbudzenia nadmiarowego elektronu z atomu donoru do pasma
przewodnictwa w krysztale germanu. Masa efektywna elektronu w paśmie przewodnictwa jest
me*=0,12m, staÅ‚a dielektryczna germanu jest µr=15,8. Energia jonizacji atomu wodoru jest EH=13,6 eV.
7. Prostopadłościenna płytka krzemu typu n służąca do pomiaru efektu Halla ma szerokość w=1 cm
w kierunku osi y i grubość d=0,2 mm w kierunku z. Prąd o natężeniu I=10 mA płynie w kierunku x,
pole magnetyczne o indukcji B=0,2 T jest przyłożone w kierunku z. Napięcie Halla zmierzone między
ściankami prostopadłymi do osi y jest VH=0,03 V. Wyznacz koncentrację elektronów w paśmie
przewodnictwa.
8. Przez idealne złącze p-n w temperaturze T=300 K płynie prąd o natężeniu I2=-200 nA, gdy
przyłożono napięcie V1= -0,5 V (polaryzacja zaporowa). Jakie jest natężenie prądu I2, gdy
przyłożono napięcie V2=+0,5 V (polaryzacja przewodzenia)?
9. Naszkicuj położenie pasm energetycznych i oblicz potencjał kontaktowy krzemowego złącza p-n.
Poziom Fermiego w krzemie typu n leży 0,22 eV poniżej krawędzi pasma przewodnictwa, w krzemie
typu p jest 0,2 eV powyżej krawędzi pasma walencyjnego, przerwa energetyczna jest Eg=1,12 eV.
10. ZÅ‚Ä…cze p-n utworzone jest miÄ™dzy krzemem typu n o koncentracji donorów ND=2×1022 m-3 i
krzemem typu p o koncentracji akceptorów NA=4×1021 m-3. Oblicz potencjaÅ‚ kontaktowy "Ć0 na
zÅ‚Ä…czu. Koncentracja noÅ›ników samoistnych jest ni=1,5×1016 m-3 w temperaturze T=300 K.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
SiMR? p11SIMR AN2 EGZ 2010 06 18bSIMR MAT1 EGZ 2006 02 08a rozwRuch Chaotyczny Wahadla 00 p11SIMR MAT1 EGZ 2006 02 01b rozwWytrzymałość Materiałów SIMR egzamin teoretyczny opracowane pytaniaSIMR Ogn Pal pytania przykladowe 1iTuning Podswietlenie przyciskow podnoszenia szyb Primera P11SiMR pn 2^30SIMR AN1 EGZ 2013 02 04b rozwSIMR ALG1 EGZ 2008 02 07a rozwSiMR Chmielewski akumulatorySiMR? p5SIMR ALG1 EGZ 2012 02 10b rozwSIMR RR EGZ 2010 09 17 rozwSIMR AN1 EGZ 2013 02 12b rozwwięcej podobnych podstron