Контрольная работа по ФОЭ. специальность ФТОС. вариант 7

Задача 1
Образец полупроводника находится в состоянии термодинамического равновесия при Т=300К и характеризуется следующими параметрами:

Тип полупроводника n-тип InP
Удельное сопротивление ρ = 10 Ом*см
Подвижность электронов μn = 4600 см2/(В*с)
Подвижностьм дырок μр = 150 см2/(В*с)
Концентрация собственных носителей тока ni = 3*108 см-3
Концентрация основных носителей тока nn = ?
Концентрация неосновных носителей тока pn = ?
Эффективная плотность уровня NC = 2,6*1018 см-3
Энергия примесных уровней ED = -0,015 эВ

 Требуется найти неизвестные параметры и:
 а) Рассчитать положение уровня Ферми относительно границ разрешенных зон.
 б) Определить вероятность события, состоящего в том, что донорный или акцепторный уровень в зависимости от типа проводимости занят электроном или свободен.
 в) Построить зонную диаграмму проводника.
Задача 2
При исследовании эффекта Холла использовался образец полупроводника с размерами l, b и d (см рисунок).
По образцу протекал ток I . что создает по направлению тока падение напряжения V. В поперечном магнитном поле с индукцией В в образце возникает эффект Холла Vx. Используя справочные данные и численные значения для своего варианта определить:
 а) тип проводимости проводника;
 б) концентрацию основных носителей заряда;
 в) холловскую подвижность носителей тока;
 г) коэффициент диффузии носителей тока.

Задача 3 Имеется резкий кремниевый p-n – переход, находящийся при температуре Т=300К. Р-область перехода легирована атомами бора с концентрацией NA, а область n - перехода легирована атомами фосфора с концентрацией ND.
Исходные данные:
ND 1,5*1015 см–3
NA 6*1017 см–3
Vпр 0,55 В
Vобр 20 В
S 9*10-4 см2

Требуется определить:
а) Высоту потенциального барьера в отсутствие внешней разности потенциалов
б) Ширину объединенной области ln и lp с каждой стороны перехода при прямом напряжении;
в) Ширину объединенной области ln и lp с каждой стороны перехода при обратном напряжении;
г) Барьерную емкость Сбар при обратном напряжении, если площадь поперечного сечения перехода S;
д) Напряжение лавинного пробоя, если пробой наступает при напряженности электрического поля eкр=3*107 В/м;
е) Нарисовать энергетические диаграммы перехода при равновесии (V=0), при прямом Vпр и обратном смещениях с соблюдением масштаба.
Задача 4.
Рассчитать изменение емкости при изменении обратного напряжения от 0 до Vобр для резкого кремниевого p-n – перехода, если известно, что при V=0 емкость перехода равна С0. Построить график этой зависимости.
Задача 5
Вычислить дифференциальное сопротивление p-n – перехода при изменении прямого тока I=(0,01 – 10,0) мА. Температура Т=290К, ток Is=1 мкА. Построить график зависимости rд=f(Iпр).

2009,Башкирский Государственный университет,Гарифуллин Н.М.