半导体物理试题总结.doc

半导体物理试题总结
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半导体物理学考题 A (2010 年 1 月)解答
一、（ 20 分）简述下列问题 :
1．（ 5 分）布洛赫定理。
解答： 在周期性势场中运动的电子，的 k 值
2
Ev (k ) k k v max
k12
6m
半导体物理试题总结
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则
2
2
2 2
h 2
E c min
E v
12m
k 1
12ma 2
48ma2
Eg
max
⑵．求导带底电子有效质量（
3 分）
d 2 Ec (k )
2 2
2 2
8
2
*
2
d2 E c (k )
3
dk 2
3m
m
，则
m n
/
2
m
3m
dk
8
求价带顶空穴有效质量（
3 分）
d 2 E v (k )
6 2 ，
m*p
mn*
2 / d 2 Ev ( k )1 m
dk 2
m
dk 2
6
⑶．准动量改变量： （ 2 分）
k
( kv max
kc
min
)
3
k1
3
3h
4
4a
8a
能量改变量：＝－
Eg＝－
2
2
h 2
12ma 2
48ma2
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三、 (10 分 )一个有杂质补偿的硅半导体，已知掺入的受主浓度
N a
10 15 cm 3
。设室温下费米能级恰好
与施主能级 Ed 重合，电子浓度 n
5
10 15 cm 3 ，试求出：
（ 1）平衡少子浓度； （ 2）样品中的施主浓度
N d（设 g
2 ) ；
d
（ 3）电离杂质和中性杂质的浓度各是多少？
解答：
（ 1）（2 分） p
ni2

1010
2
4
3
n
5 1015
10 cm
（ 2）（ 4 分）室温时，一般半导体都未进入本征激发区，可忽略本征激发。而
n>N a，表明为 N 型半导体。
所以受主全部电离。电中性条件为：
n N a
N d nd
N d
， 由于 E f
Ed ，则 n
N d
，
E f
Ed
Na
g d exp
1
g d
1
kT