Индивидуальное задание №5

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №5

Группа 20х

ТЕМА: «Физические свойства полупроводников»

Вариант №1. Образец собственного кремния имеет удельное сопротивление 2000 Омм при комнатной температуре и концентрацию электронов проводимости n_i = 1.410¹⁶ м^3. Определить удельное сопротивление образца, легированного акцепторной примесью с концентрацией 10²¹ м^3 и 10²³ м^3. Предположить, что подвижность дырок остается одинаковой как для собственного, так и для примесного кремния и равна _p = 0.25_n.

Вариант №2. Определить концентрацию дырок и электронов в германии p-типа при T = 300К, если его удельная проводимость _p = 100 См/см.

Вариант №3. Определить: а) удельное сопротивление собственного германия при T = 300К; б) чему будет равно удельное сопротивление, если к этому образцу добавить донорную примесь так, чтобы один атом донорной примеси приходился на каждые 10⁸ атомов германия?

Вариант №4. Вычислить положение уровня Ферми относительно дна зоны проводимости при температуре T = 300К для кристалла германия, содержащего 10¹⁷ атомов сурьмы и 510¹⁶ атомов индия в 1 см³.

Вариант №5. Уровень Ферми полупроводника находится на 0.3 эВ ниже дна зоны проводимости. Какова вероятность того, что при комнатной температуре энергетические уровни, расположенные на расстоянии 3kT выше дна зоны проводимости, заняты электронами? Какова вероятность того, что уровень у потолка валентной зоны содержит дырки, если ширина запрещенной зоны 1.1 эВ?

Вариант №6. В кристалле кремния p-типа на каждые 10⁸ атомов кремния приходится один атом акцепторной примеси. Найти положение уровня Ферми при комнатной температуре (T = 300К) относительно валентной зоны.

Вариант №7. Определить удельную проводимость образца кремния при T = 300К, если концентрация акцепторов в полупроводнике N_A = 2.310¹³ см^3 и концентрация доноров N_Д = 2.210¹³ см^3.

Вариант №8. Образец германия содержит в качестве примеси фосфор с концентрацией 210¹⁴ атомов в 1 см³. Определить: а) каковы удельное сопротивление и тип полупроводника при комнатной температуре; б) какую нужно создать концентрацию атомов галлия в этом полупроводнике, чтобы тип полупроводника изменился на противоположный, а удельное сопротивление стало равным 0.6 Омсм; в) какой процент содержания примеси в этом образце?

Вариант №9. В собственном германии при T = 300К имеется 4.410²⁸ атомов/м³ и 2.510¹⁹ электронов проводимости. Чему равна концентрация дырок и электронов проводимости в примесном германии, содержащем 1 атом донорных примесей на 10⁹ основных атомов и такую же концентрацию акцепторных примесей?

Вариант № 10. Удельная проводимость образца собственного кремния при T = 300К равна 4.310^4 См/м. Какова концентрация собственных носителей? Если через образец проходит ток, то какая часть этого тока обусловлена электронами?

Вариант №11. В собственном полупроводнике концентрация электронов проводимости при температуре T = 300К равна 1.510¹⁶ м^3. Найти ширину запрещенной зоны и положение уровня Ферми для этого полупроводника, если постоянная G = 4.8310²¹ м^3К^3/2.

Вариант №12. Определить как изменится концентрация электронов в арсениде галлия, легированном цинком до концентрации N_Zn = 10²² м^3, при повышении температуры от 300 до 500К. Полагать, что при 300К все атомы цинка полностью ионизированы.

Вариант №13. Определить удельное сопротивление кремния n-типа при T = 300К, если концентрация акцепторов N_Д равна 10¹⁴ см^3 и 10¹⁸ см^3.

Вариант №14. Образец германия легирован алюминием с концентрацией N_A = 210¹⁵ см^3. Определить удельную проводимость этого образца при T = 300К.

Вариант № 15. Определить удельное сопротивление германия n-типа при T = 300К, если концентрация доноров N_Д равна 10¹⁴ см^3 и 10¹⁸ см^3.

Вариант № 16. Образец собственного кремния при T = 300К имеет удельное сопротивление 210⁵ Омсм, концентрация электронов проводимости составляет 1.510¹⁰ см^3. Чему равно при этой температуре удельное сопротивление кремния n-типа с концентрацией доноров 10¹⁶ атомов/см^3? Предположить, что подвижность электронов в 3 раза больше подвижности дырок, и это соотношение сохраняется как для собственного, так и для примесного полупроводника.

Вариант №17. Какова вероятность найти электрон на нижнем уровне зоны проводимости в собственном германии (ширина запрещенной зоны W = 0.72 эВ), если температура образца равна: а) 30К; б) 300К; в) температуре точки плавления 937 С?

Вариант №18. Найти положение уровня Ферми относительно середины запрещенной зоны при температуре T = 300К для кристалла германия, содержащего 510¹⁶ атомов мышьяка в 1 см³.