半導(dǎo)體復(fù)習(xí)題(帶答案)

1、半導(dǎo)體物理復(fù)習(xí)題一、選擇題1.硅晶體結(jié)構(gòu)是金剛石結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞中含原子個(gè)數(shù)為（D）P1A.1B.2C.4D.82關(guān)于本征半導(dǎo)體，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（C）P65本征半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)EF=Ei基本位于禁帶中線處本征半導(dǎo)體不含有任何雜質(zhì)和缺陷本征半導(dǎo)體的費(fèi)米能級(jí)與溫度無(wú)關(guān)，只決定于材料本身本征半導(dǎo)體的電中性條件是qn0=qp03非平衡載流子的復(fù)合率定義為單位時(shí)間單位體積凈復(fù)合消失的電子-空穴對(duì)數(shù)。下面表達(dá)式中不等于復(fù)合率的是（D）P130TOC o 1-5 h zAApBdApQCAnD1A.BCDTdtTTpn4下面pn結(jié)中不屬于突變結(jié)的是（D）P158、159A合金結(jié)B高表面濃度的淺擴(kuò)散p+n結(jié)

2、C高表面濃度的淺擴(kuò)散n+p結(jié)D低表面濃度的深擴(kuò)散結(jié)5關(guān)于pn結(jié)，下列說(shuō)法中不正確的是（C）P158、160pn結(jié)是結(jié)型半導(dǎo)體器件的心臟。pn結(jié)空間電荷區(qū)中的內(nèi)建電場(chǎng)起著阻礙電子和空穴繼續(xù)擴(kuò)散的作用。C平衡時(shí)，pn結(jié)空間電荷區(qū)中正電荷區(qū)和負(fù)電荷區(qū)的寬度一定相等。對(duì)于小注入下的N型半導(dǎo)體材料，下列說(shuō)法中不正確的是（B）P128A.AnnBAppCAn二ApDAp0K時(shí)，電子占據(jù)費(fèi)米能級(jí)的概率是_1/2P61N_區(qū)指向_P_區(qū)；在耗盡近似下，空間電荷密度等于_電離雜質(zhì)的濃度P160、163pn結(jié)加正向偏壓V時(shí)勢(shì)壘高度由qV變成_q（VDV）；pn結(jié)加反向偏壓V時(shí)勢(shì)壘高度由qV變成_q（VD+V）。P

3、164、165理想pn結(jié)的電流電壓方程J二J（qv/kT-1）又稱為_(kāi)肖克萊方程式，s其中-J叫做反向飽和電流密度;在國(guó)際單位制下，J的單位是ss_A/m2由此方程可知，pn結(jié)的最主要特性是具有_單向?qū)щ娦曰騙整流效應(yīng).。狀態(tài)密度就是每單位能量間隔內(nèi)的_量子態(tài)數(shù)計(jì)算狀態(tài)密度時(shí)，我們近似認(rèn)為能帶中的能級(jí)作是_連續(xù)分布的。半導(dǎo)體材料最常見(jiàn)的三種晶體結(jié)構(gòu)分別是_金剛石型結(jié)構(gòu)、_閃鋅礦型結(jié)構(gòu)和_纖鋅礦型結(jié)構(gòu)比如，硅是_金剛石型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，砷化鎵是_閃鋅礦型結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。P139氫原子電離能E=一moq4一，則類氫雜質(zhì)電離能為AE=。P4102（4脫）22D0穩(wěn)壓二極管應(yīng)用的是PN結(jié)的特性，整流二極管應(yīng)用的是

4、PN結(jié)的特性。三、簡(jiǎn)答題1“半導(dǎo)體照明工程”的目標(biāo)是使LED成為照明光源。這個(gè)工程目前的主要任務(wù)是尋找或合成便宜、環(huán)保、波長(zhǎng)合適、發(fā)光效率高的半導(dǎo)體材料。試就這一話題回答下列問(wèn)題：（1）什么是LED？（2）已知的最便宜的半導(dǎo)體材料是什么？2.pn結(jié)熱平衡時(shí)勢(shì)壘高度qV的大小與中性P區(qū)和N區(qū)的費(fèi)米能級(jí)（E和E）Dfnfp的關(guān)系是什么？平衡pn結(jié)能帶最主要的兩個(gè)性質(zhì)是什么？答案：（期末考試樣題3）圖1是隧道結(jié)的平衡示意圖，試根據(jù)此圖回答下列問(wèn)題：（1）隧道結(jié)對(duì)結(jié)兩邊半導(dǎo)體摻雜的要求是什么？2）如圖1所示狀態(tài)時(shí)隧道結(jié)有無(wú)隧道電流？3）隧道結(jié)電流電壓曲線的主要特麻性是什么？P186圖1圖2是皿-V和I

5、I-W族半導(dǎo)體材料的能隙示意圖，試根據(jù)此圖回答下列問(wèn)題：（1）藍(lán)光的光子能量大約在eV,圖2中那種材料最適合作為藍(lán)光的發(fā)光材料？（2）發(fā)光材料需要滿足二個(gè)條件，第一，發(fā)光波長(zhǎng)在所需要的范圍；第二，發(fā)光效率高。這兩個(gè)要求分別決定于半導(dǎo)體的那兩個(gè)性質(zhì)？3）圖中半導(dǎo)體材料哪些是m-v,那些是11-族？各列舉三個(gè)。I5.-Q:Q；間按帝屈3,04.A3聞17.-D圖2圖3是硅導(dǎo)帶電子濃度與溫度的關(guān)系曲線。請(qǐng)指出強(qiáng)電離區(qū)、高溫本征激發(fā)區(qū)的位置（即溫度范圍，用a、bc表示）。一般而言，實(shí)際器件工作在那個(gè)區(qū)域？b皆10H1002003W40050Q(5D0700圖3P74答：b是強(qiáng)電離區(qū)，C是高溫本征激發(fā)區(qū)

6、；一般工作在b區(qū)強(qiáng)電離區(qū)圖4是非平衡N型半導(dǎo)體準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)偏離平衡費(fèi)米能級(jí)的示意圖。其中A、E分別二表示導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂。問(wèn)B、C、D哪個(gè)表示平衡費(fèi)米能級(jí)？哪個(gè)表示電子的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)？哪個(gè)表示空穴的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)？P76答：C表示平衡費(fèi)米能級(jí)B表示電子的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)D表示電子的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)圖5中C是空穴電流方向，問(wèn)A、B、D中哪個(gè)是電子漂移方向？哪個(gè)是電子電流方向？哪個(gè)是空穴漂移方向？電場(chǎng)方向A圖5P95答：A是電子漂移方向B是電子電流方向D是空穴漂移方向8PN結(jié)上的電容包括勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容兩部分。請(qǐng)問(wèn)PN結(jié)上的勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容是并聯(lián)還是串聯(lián)？若記總電容為Cj,勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容分別為CT和CD，請(qǐng)寫(xiě)出

7、C與CT和Cd的關(guān)系式。四、計(jì)算題1.Si晶格常數(shù)為a其原子半徑近似為弓a。求：晶胞中所有Si原子占據(jù)晶8胞的百分比。P38N型硅，室溫下光穩(wěn)定照射后獲得非平衡載流子濃度An=Ap=1014cm-3。突然撤掉光照，經(jīng)過(guò)20微秒后，非平衡空穴濃度變?yōu)?Oiocm-3,求硅材料的壽命。P156第4題類似摻有X1016cm-3硼原子和9X1015cm-3磷原子的Si樣品，試計(jì)算室溫時(shí)多數(shù)載流子和少數(shù)載流子濃度及樣品的電阻率。P125第13題4硅中摻入百萬(wàn)分之一的砷，求砷的實(shí)際摻雜濃度。P125第2小題5計(jì)算溫度為400K和300K時(shí)，Sip-n結(jié)反向飽和電流密度的比值（假設(shè)擴(kuò)散長(zhǎng)度和擴(kuò)散系數(shù)與溫度無(wú)

8、關(guān)）。Chapter7(a)V=Vlnbitadn2丿(i)V=(0.0259)lnbix015)(x015).5x1010=0.611V(ii)V=(0.0259)lnbix1015)(x016).5x1010=0.671V(iii)Vbi=(0.0259)lnx015)(x017)N=5x1016cm-3dN=5x1016cm-3aSi:V=0.778VbiGe:V=0.396VbiGaAs:V=1.25VbiN=1017cm-3,N=1017cm-3daSi:V=0.814VbiGe:V=0.432VbiGaAs:V=1.28Vbi.5x1010(b)(i)Vbi=0.731V=(0.0

9、259)lnx017)(x1015)(a)Silicon(T=300K).5x1010=0.731VV=(0.0259)lnbi(ii)V=(0.0259)lnbiX1017)(x016lForN.5x1010=0.790V(iii)V=(0.0259)lnbix017)(x017).5x1010=0.850VSi:n=1.5x1010cm-3iGe:n=2.4x1013cm-3iGaAs:n=1.8x106cm-3i/NN),V=Vlna_dandbitl叫丿V=0.0259Vt(a)N=1014cm-3,N=1017cm-3daThenSi:V=0.635VbiGe:V=0.253VbiG

10、aAs:V=1.10VbiNN.ad.5x1010=1014cm-3;V=0.4561Vbi=1015;=0.5754V=1016;=0.6946V=1017;=0.8139V(b)GaAs(T=300K)V=(0.0259)ln/NN.、Tadt-bi_1.8x106%_ForN=N=1014cmadV=0.9237Vbi=1015;=1.043V=1016;=1.162V=1017;=1.282V=Nd-3(c)Silicon(400K),kT=0.034533an=2.38x1012cm-3iForN=N=1014cm-3ad2xl0i61.5x1010s=0.2582Vbi=1015；

11、=1016；=1017;GaAs(400n=3.29x109cm-3iForN=Nad=0.7129Vbi=1015;Vbi=Vlnt=0.4172V=0.5762V=0.7353VK),=1014cm-3;=0.8719Vni2丿=(0.0259)ln(17XxlQ15l.5x1010or(d)Vbi=0.7363Vsbi1/2人Na+Nd丿2(11.778.85x1014b.736)1.6x1019=1016;=1.031V=1017;=1.190V(10171/2(5x1015丿(1017+5x1015丿orxnNow=0.426x10-4cm=0.426卩m.85x10141.6x10

12、-19(a)n-side(NEE=kTlnld-FFi(n(5x1015(10171/2人1017+5x1015丿=6.0259)ln(5x1015)(1.5x1010丿ororEE=0.3294eVFp-sidex=0.0213x10-4cm=0.0213卩mpWehaveFiIeEFiE=kTlnFmaxeNxd:es.6x10-19)(x1015)0.426x10-4)=(0.0259)ln1017oror(b)or(c)61.7人.85x10-14(1.5x1010丿EE=0.4070eVFiFV=0.3294+0.4070biV=0.7364Vbi|e|=3.29x104V/cmma

13、x(a)n-side(NEE=kTlnldFFil(n=6.0259)ln.6x10-19)(x1016X15x10-4)oreeFFip-sideEEFiF=(0.0259)ln61.7人.85x10-14=0.3653eV=KTln2x10161.5x1010or|E|=4.75x104V/cmmax(b)NDorEE=0.3653eVFiF(b)=0.3653+0.3653bior=0.7306Vbi(c)(.5x1010exporN=1.98x1016cm-3D(E-EN=nexpffa1(KT0.365、0.0259丿(d)V=0.7305Vbi.5x1010)exp0.330、0.

14、0259丿1/2N+N丿ad.85x10-141.6x10-19or(c)N=5.12x1015cm-3aV=(0.0259)lnBi.12字015公x10161.5x1010)=0.695V200K;KT=0.017267;300K;=1.8x106cm-3400K;=3.28x109cm-3For200K;n=1.38cm-3iKT=0.0259KT=0.034533(2x1016x、2x10161/2V=10.017267)lnBior丿12x1016+2x1016丿x=0.154x10-4cm=0.154卩mNBysymmetryx=0.154x10-4cm=0.154卩mpNoweN

15、x|E=DNmaxe=1.257V1(x1016)6.38“x10154x1016For300K;1)1)V=(0.0259)ln卜W)0161hl_.8x106*=1.157VFor400K;V=(0.O34533)lnz_3.28x109丄_=1.023VIeImaxeNxdnes.6x10-19)(.3孑x1016)(0993x10-4)(117k85x10-14丿=3.58x104V/cmx=0.25W=0.25k+xnnp(b)Frompart(a),wecanwritenx0.75x=0.25xnp=33N2u(1.8x106r1.180exp(0.0259pxnwhichyiel

16、dsSoN=3NdaNxn-d=a=3NxanN=8.127x1015cm-3u=2.438x1016cm-3(a)V=(0.0259)lnbi.85x10-141.6x10-19u3N2a.5x10100.710=(0.NNd-.5x1010or3N2=1.5x1010來(lái)exp(0.710)48.127x10151/2(0.0259丿whichyieldsN=7.766x1015cm-3a=1.324x10-5cmorx=0.1324卩mn.85x10-14)(1.180)N=2.33x1016cm-3d1.6x10-19SThr1/22(11.85x10-14.710)1/21.6x10-

17、19=3.973x10-5cm47.766x1015)1/2orx=0.3973卩mpeNxdnesmaxnx=9.93x10-6cmnor.6x10-19)2(.438x1016x=0.0993卩m2(11.7人.85x10-14)(.1)24x10-4)(13.18.85x10-14丿x=丿一U15人orn2=1.5x1010iKC.8X1019)1(04x1019)exp-1.120.0259nK=4.659AtT=287K,kT=0.024778eV.85x10-14h.6350)n2iKC.8x1019)1(04X10191.6X1019287丫300丿1/2(-1.12)xexp(

18、0.024778丿1016+1015丿=(4.6592.5496x1038)(.3404x10-20Nowx.85x1014h.6350)(1016=0.8644x10-4cm=0.8644卩mSon2=2.780 x1019i2eV(NdNasbi1/2Then1.6x10191/2丿(1016+1015丿or(c)orN+N丿adV=(0.024778)lnX1017)(x1016)bi2.780 x1019=0.82494VWefindx=0.08644x10-4cm=0.08644卩mpIemax4x10-4)61.7人.85x10-14丿n.6x10191015eNxd-esE|=1

19、.34X104V/cmmax(a)V=(0.0259)ln卜嚴(yán)叫16)bi.5X1010*=0.80813V(b)VincreasesastemperaturebidecreasesAtT=300K,wecanwriteV勺必100%VV300)bi.82494一皿X100%=2.08%0.80813二2%Vbi,(NN=Vlnadtr(n2o550=(0.0259!盒丿1nCX1016)(1015n2iUsingtheprocedurefromProblem7.10,wecanwrite,forT=300K,n2=(.5x1010)iK(2.8X1019)1(.04X1019)exp-1.1

20、20.0259nK=4.659AtT=300K,.85x10-14h.Q259*.6xlO-19)1/2sV=(0.0259)lnZ7016)(*15)bl_1.5xIOio_=0.68886VForV=0.550V,nT300KbiAtT=380K,kT=0.032807eVAlson2i=(4.659直8X1019)(4x1019380丫300丿(b)V=0.456Vbi(1.12)xexp10.032807丿=4.112x1024ThenV=(0.032807)ln_G衛(wèi)迴？bi4.112x1024_=0.5506V=0.550V.85x10-14h.456)(1016人or(c)(10

21、16x(10121012+1016丿1.6x10191/2=2.43x107cm.85x10-14h.456)丿y1012+10161.6x10191/2(b)ForN=1016cm3,d(NEE=kTlnld-FFi(norx=2.43x103cm=(0.0259)lnf1016、1.5x1010丿orEE=0.3473eVFFiForN=1015cm3dEE=(0.0259)lnFFi11.5x1010orEE=0.2877eVFFiThen=0.347320.28768bior=0.0596Vbi(d)|eImaxeNxdnes.6x1019x107)61.7人.85x10-14or|e

22、|=3.75x102V/cmmaxAssumesilicon,soekT)1/2slye2N丿d.6x10-19Ndor丫仃.676x105丫門(mén)DIN丿dN=8x1014cm-3dL=0.1447卩mDN=2.2x1016cm-3dL=0.02760卩mDN=8x1017cm-3dL=0.004577卩mDNowV=0.7427VbiV=0.8286Vbi(c)V=0.9216VbiAlsoxn.85x10-14b)bi1.6x10-19(8X1017xINd1/28x1017+NdThenx=1.096卩mnx=0.2178卩mnx=0.02730卩mnNowLd=0.1320 xn=0.1

23、267xnLd=0.1677xn|eIWefindmax2eVbiesNN_adIN+Nad1/2丿一02fx10)=3.0904x10-7V11.778.85x10-14(a)(i)ForN=1017,N=1014;V=0.6350Vadbi(ii)=1015;=0.6946V(iii)=1016;=0.7543V(iv)=1017;=0.8139V(i)ForN=1017,aN=1014|emax0.443x104V/cm(ii)=10151.46x104V/cm(iii)10164.60 x104V/cm(iv)101711.2x104V/cm(b)(i)For1014,N=1014;V

24、(ii)bi=0.4561V1015101610170.5157V(iii)(iv)0.5754V0.6350V(i)ForN=1014,=1014；Ie|=0.265x104V/cm(ii)max10150.381x104V/cm(iii)10160.420 x104V/cm(iv)10170.443x104V/cm(c)EIincreasesasmaxthedopingincreases,andtheelectricfieldextendsfurtherintothelow-dopedsideofthepnjunction.(a)Vbi=(0.0259)ln.5xlOio=0.6767V(

25、b)W=2e(V+V)biR(N+N,、adINNadl/2(i)For/=0,b2(11.7人.85x1014W=1.6x10-19X10161X10161/2=9.452X105cmorW=0.9452卩m(ii)ForV=5V,RTT72(11.7.85x10-14h.6767+5)W=丿=0.2987X10-4cmorx=0.2987卩mn2e(V+VR1/22(11.7X.85x10-14h.8081+2.5)1.6x10-19(4X1016X、2x1017人2x1017+4x1016=5.97x10-6cmorx=0.0597卩m(V+V)(hihe、1/2丿N+N.adNNad1

26、/2丿一2(11.7人.85x10-146.8081+2.5)1.6x10-192X1017+4x1016)YX1017丿Ax1016丿x1/2=0.3584x10-4cmorW=0.3584卩mAlsoW=x+x=0.3584卩mnpxx(c)|e|-2+V)2(0.8081+2.5)maxorx2.262卩mn0.3584xlO-4=1.85xl05V/cm2e(V+V(d)C=AeeNN2(V+V)(N+N)l/2sR1/2N+NbiRad.6x10-19h.7&.85x10-14)2(0.8081+2.5)x1017)(x1016)2x1017+4x10i61/2=5.78x10-12

27、ForC=5.78pFVlnadtfn2丿(a)VbiVtf80N2lnd-,n2Wefind80N2dfV)n2expe2(11.85x10-140.740+10)1.6x10-192.147x1017+2.684x1015(.5x1010f0.740)exp10.0259丿5.762x1032nN2.684x1015cm-3dN2.147x1017cm-3a(b)2e(Vs+VR1/2a1dN+Nd+2(11.7)(8.85x10-1410)1.6x10-191丿(2.147x1017+2.684x10152.262x10-4cm2.83x10-6cmorx0.0283卩m()12(y+v

28、)(c)|EbiRmaxW26740+10)(2.262+0.0283)x10-49.38x104V/cmeeNN,+V)(N+N)biRad1/2.6x10-19.85x10-14)2(0.740+10)(2.147x1017)2(.684x10151/22.147x1017+2.684x1015C4.52x10-9F/cm2(a)V(3N)-V(N)biabiaVln(3)+ln-NN-da一Vln-NN-datn2itn2iNNdan2iVln(3)(0.0259)ln(3)t0.02845V(b)eeNl1/22(VV)jbiRC(3N)3N11/2a=3=1.732NJavaJ(c)

29、Foralargerdoping,thespacechargewidthnarrowswhichresultsinalargercapacitance.(a)V=(0.0259)lnX1015)(x1017)bi.5x10ioorVbiNow=0.766VorIemax2e(V+V)-biRNN)adIN+N丿ad1/2=7.18V(c)V=(0.0259)lnbl.5x1010or=0.886VbiWehave()2(.6x10-19)V+K)3x105Z=7了bi一)一Q1.778.85x10-14丿Cx1017)(x1017)x4x1017+4x1017_sothat(V+V)=1.45

30、6VbiRwhichyields=0.570VRx105)2=21.6x10-19(11.78.85x10-14)(a)(4x1015)(x1017)x4x1015+4x1017or9x1010=1.224x109(y+V)biRW(a)W(B)(V+V)(biARe、N+N,adANNdA1/2so+V)=73.53VbiRorwhichyieldsV=72.8VR(b)Vbi=(0.0259)lnX1016)(x1017l.5x1010orV=0.826VbiWehavex1052=21.6x10-19bi(11.7)8.85x10-142e(V+V)sbiBReadBNNadBW(A)(

31、V=/biA*adA、-1WVB)VV+V)VN+N)N+V)(N1/21/2VbiAbiBRWefind=(0.0259)lnadBdA018)0=0.7543V.5x1010(4x1016)4(x1017x4x1016+4x1017bi+V)=8.008VRwhichyieldsV=(0.0259)lnbiB泌)=0.8139V.5x1010仏WefindW(a)W(B)/5.7543Y1018+10155.8139丿11018+1016仃016)卩2X11015丿orC心)jr)=3.13=C弋0丿jForV=10V,wefind(V.+V)biRIVbi丿1/2(b)W（A）W（B）=

32、3.13(3.13V=V+10bibiorVbi(b)xp=1.137V=0.2W=+x)pn2(V+V)biARe(a)(WCa)W(b)V+Ve(b)_2(y+v)_w(a)v+vbiBjbiBRW(B)biARRThenY5.7543)(3.13人5.8139丿xp=0.25=xor(c)E(A)而=帝16eNN1/2(a)2+VWN)C,(B)jbARs*dB2(V+V)(NbiBR-dA1/2naNowVbiNN=VInudt(n2so1.137=(0.0259)lnWecanthenwrite+N)dB1.8X106V0.25expwhichyields0.25N2a.8X1061

33、.1372(0.0259)_(NdAINdB1015丫V+VbiB人V+V八biARR+N)dBN+N丿dA”5.8139Y1018+10161/21/2(1016人5.7543人1018+1015丿orC（A）j)=0319j(a)WehaveC：(0)C/(10)_jennt2(V)(N+N)biad=1/2eNN,2(V+VXn+N)biRad1/2orN=1.23x1016cm-3uandN=3.07x1015cm-3dVbi=(0.0259)ln=1.162V1V+VbiRSC(V)；SoCm=vR2X1016)(x1015).8x106:V+VbiR2-:V+VbiR1：1.162

34、+VR21.50=1.162+0.5nG.50=1.162+VR21.662whichyieldsV=2.58VR2(i)ForV=0,RC=6.178pF(ii)ForV=5V,RC=2.678pF(a)V=(Q.Q259)lnbixQ15)(x1Q16).5xlQioV=G.0259)lnx017)(x1015)=0.6889Vbi.5x1010=0.7543VC=AC=A2ewNN,2+V)N:N)biRad1/2(a)C=AC=AewNN,2+V)N+N)biRad1/2=8x10-4.6x10-19.85x10-14)2(0.7543+10)=5x1Q-4.6x10-19.85x10

35、-14)2(0.6889+V)R之X1017丿5x1015I1/2Yx1017+5x1015)IC=4.904x10-12F卜x1015)(x1016如1/2Yx1015+4x1016)Jc6.2806x10-12V.ThenR(a)V=(0.0259)ln(bi.8x106x1016=1.20whichyieldsV=193VR=1.8x1062expI0.0259丿(b)xN=dnxxn=xnso=0.50 x10-4cm=0.50卩m(c)Iemax2V2G93.15)二R=W50.5x10-4or|e|=7.65x104V/cmmaxnNd=5.36x1015cm-3(b)C=AC，=

36、A1/2eeNN2(V+V)(N+N丿d).6x10-19bid1.10 x10-12=A2(1.20+1.0)x(13.1&.85x10-14)(x1016)()6x101511/2x1016+5.36x1015nA=7.56x10-5cm2.6x10-19)(c)0.80 x10-12=v.56x10-52-_IbiRx(13.1&.85x10-14)(x1016)()6x101511/2x1016+5.36x10152.1585x10-81.0582x10-8=vV+VbiRnV+V=4.161=1.20+VbiRRV=2.96VRx)2x2x)2x22x212x21Plot(a)V=V

37、lnbiNNn2-dOeNxdOO+CeN-dO2ewhichgiveseNdOThenfor0 xxeNxeN-dO2ewehave-dO(c)p-region(x)dEdxeNd2Q(x)P(x)(a)orE=-eNFor2x1卩m.,SoWehaveThenforE=ateNxxeNaox+xn-region,0 xxOdEdxorAtSodEeNdnE=esx=2卩m三一x,OdxTheneNxes(x)eN2e-dOdE(x)dxP(x)=+eNdeNxd+C1esE=02en-region,ordE2dxWehavenCeNesxxdOeNxdO+Csothatfor=0atx=e

38、NxdOxx,wehaveeNidOWealsohaveE=Eatx=TheneN()E=4匕+x丿eOsAtx=0,E(0)=E(x=1),soE(0)=eNC1+2)x10-4X104)E(0)=7.726x104V/cm(c)MagnitudeofpotentialdifferenceisQ|=JEdx=-tI(x+xxOeNdes(x2c+x-x+C2ol也丿LetQ=0atx=x,thenO0=eN(x2Ox2+CCl2O丿eNx2Od-2eThenwecanwrite1b|=d(x+x2&OsAtx=-1卩m叢T11+2)xl0-41.85xlO-14ForN=1016cm-3,f

39、romFigure7.15,dV=75VBForN=1015cm-3,dV=450VBorA|=3.863V1Potentialdifferenceacrosstheintrinsicregion(a)FromEquation(7.36),A|=E(0)d=9.726x104/(x10-4丿2orA1=15.45V2Bysymmetry,thepotentialdifferenceacrossthep-regionspace-chargeregionisalso3.863V.Thetotalreverse-biasvoltageisthenV=2(3.863)+15.45=23.2VRmax2

40、e(V+V)biR(NN)-dLN+N丿ad1/2aSetE|=EmaxVbiThencritandV=VRB=(0.0259)ln=0.7305V4x105(a)VB2eNB(2x1016)2(x1016orE2GNB2eVB(11.7)(8.5x10-14)4(x1052.6x10-19心)Then(b)NBx016)(x；016力.5x10102(.6x10-19丿V+%丿(11.7J.85x10-14)1/22x1016+2x1016nV+V=51.77VbiBSoV=51.04VB(b)N=N=1.294x1016cm-3(11.7)(8.85x10-14)4(x105)22、.6x10-19也丿OrN=N=2.59x1016cm-3BaV=(0.0259)lnG?015)(xf15丿bl_.5xlO10*=0.6587VThen()2(.6x10-19丿V+V丿4x105=7p-bi丿匕1.7丿8.85x10-14丿GE2N=scrrta