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半导体物理学第四版答案 【篇一：半导体物理学第四章答案】 . 300k 时， ge 的本征电阻率为 47?cm ，如电子和空穴迁移率分别为 3900cm2/( v.s) 和 1900cm/( v.s) 。 试求 ge 的载流子浓度。 解： 在本征情况下， n?p?ni, 由??1/?? 2 11 知 ? nqun?pqupniq(un?up) ni? 1113?3 ??2.29?10cm?19 ?q(un?up)47?1.602?10?(3900?1900) 2. 试计算本征 si 在室温时的电导率，设电子和空穴迁移率分别为 1350cm2/( v.s) 和 500cm2/( v.s) 。当掺入百万分之一的 as 后，设杂 质全部电离，试计算其电导率。比本征 si 的电导率增大了多少倍？ 解： 300k 时， un?1350cm2/(v?s),up?500cm2/(v?s) ，查表 3-2 或 图 3-7 可知，室温下 si 的本征载流子浓度约为 ni?1.0?1010cm?3 。 本征情况下， ??nqun?pqup?niq(un?up)?1?1010?1.602?10- 19?(1350+500)?3.0?10?6s/cm 11 金钢石结构一个原胞内的等效原子个数为 8??6??4?8 个，查看附 录 b 知 si 的晶格常数为 82 0.543102nm ，则其原子密度为 822?3 。 ?5?10cm?73 (0.543102?10) 1 ?5?1016cm?3 ，杂质全部电离后， nd??ni ， 1000000 掺入百万分之一的 as, 杂质的浓度为 nd?5?1022? 这种情况下，查图 4-14 （a ）可知其多子的迁移率为 800 cm2/( v.s) ??ndqun?5?1016?1.602?10-19?800?6.4s/cm ?6.4 ??2.1?106 倍 比本征情况下增大了 ?6?3?10 3. 电阻率为 10?.m 的 p 型 si 样品，试计算室温时多数载流子和少 数载流子浓度。 解：查表 4-15(b) 可知，室温下， 10?.m 的 p 型 si 样品的掺杂浓度 na 约为 1.5?1015cm?3, 查表 3-2 或图 3-7 可知，室温下 si 的本征载 流子浓度约为 ni?1.0?1010cm?3,na??ni p?na?1.5?1015cm?3 ni(1.0?1010)24?3 n???6.7?10cm15 p1.5?10 4. 0.1kg 的 ge 单晶，掺有 3.2?10-9kg 的 sb ，设杂质全部电离，试 求该材料的电阻率 ??n=0.38m2/( v.s),ge 的单晶密度为 5.32g/cm3,sb 原子量为 121.8? 。 解：该 ge 单晶的体积为： v? 0.1?1000 ?18.8cm3; 5.32 2 3.2?10?9?1000 ?6.025?1023/18.8?8.42?1014cm3 sb 掺杂的浓度为： nd? 121.8 查图 3-7 可知，室温下 ge 的本征载流子浓度 ni?2?1013cm?3 ，属 于过渡区 n?p0?nd?2?1013?8.4?1014?8.6?1014cm?3 ??1/?? 11 ??1.9??cm nqun8.6?1014?1.602?1