Materiały półprzewodnikowe

1

Materiały półprzewodnikowe

Zad. 2.1

Przyjmując szerokość przerwy energetycznej dla germanu

W

go1

= 0.78 eV i krzemu W

go2

= 1.21 eV oszacować stosunek

2

i

1

i

n

n

koncentracji samoistnych w tych materiałach w temperaturze

300 K.

Zad. 2.2

Wyznaczyć temperaturowy współczynnik względnych zmian
koncentracji nośników samoistnych w krzemie i germanie. Obliczyć
wartość tego współczynnika w temperaturze

300 K dla obu

pierwiastków.

Zad. 2.3

Obliczyć wartości temperaturowych współczynników względnych
zmian koncentracji elektronów i dziur w krzemie typu n o
koncentracji

3

13

D

cm

10

N

−

=

w dwóch temperaturach

K

300

T

1

=

i

K

500

T

2

=

.

Zad. 2.4

Do

100 g krzemu samoistnego dodano 10

-6

g boru. Przy założeniu

równomiernego rozmieszczenia atomów domieszki w sieci
krystalicznej, znaleźć:
a) typ półprzewodnika
b) koncentrację nośników większościowych i mniejszościowych w

temperaturze

T = 300 K

Dane:

ciężar atomowy boru –

10.82 g/mol

gęstość krzemu –

2.33 g/cm³

Materiały półprzewodnikowe

2

Zad. 2.5

Dysponując wykresem przedstawionym na rys. 2.3 wyznaczyć
występujący w zależności

( )

T

i

σ

czynnik przedeksponencjalny

(niezależny od temperatury) oraz parametr charakteryzujący materiał
półprzewodnikowy.

1/T

0,003

5

i

ln

σ

Zad. 2.6

Wyznaczyć temperaturowy współczynnik względnych zmian
konduktywności silnie domieszkowanego krzemu typu

p. Obliczyć

wartość tego współczynnika w temperaturze

T = 300 K

Zad. 2.7

O ile procent wzrośnie konduktywność próbki germanu samoistnego
przy zmianie temperatury

od 300 K do 300.5 K oraz od 300 K do

350 K?

Zad. 2.8

Rezystor półprzewodnikowy o wymiarach podanych na rysunku
połączono szeregowo ze źródłem

E = 10 V.

E=10V

S=1cm

2

l=10cm

i

W temperaturze

K

300

T

1

=

, w której półprzewodnik jest silnie

domieszkowany, płynie prąd

mA

100

i

1

=

. Oblicz prąd w obwodzie

w temperaturze

K

290

T

2

=

.

Rys. 2.4

Rys. 2.3

Materiały półprzewodnikowe

3

Zad. 2.9

Powierzchnia półnieskończenie wielkiej bryły krzemu typu

n jest

oświetlana w sposób ciągły ze stałą wydajnością, tak że koncentracja
dziur na powierzchni wynosi

p

n

(x = 0) = 5.5 · p

no

,

zaś koncentracja

dziur w odległości w od powierzchni wynosi

p

n

(x = w

1

) = p

no

.

Wyznaczyć rezystywność próbki dla

T = 300 K, τ

p

= 200 μs,

w

1

= 0.1 cm.

Zależność

( )

D

N

μ

oraz

( )

D

N

ρ

przedstawiono na rys 2.5

a)

b)

Rys. 2.5