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在一個(gè)n型半導(dǎo)體樣品中，過(guò)剩空穴濃度為1013cm-3, 空穴的壽命為100us。計(jì)算空穴的復(fù)合率。有一塊n型硅樣品，壽命是1us，無(wú)光照時(shí)電阻率是10W·cm。今用光照射該樣品，光被半導(dǎo)體均勻的吸收，電子-空穴對(duì)的產(chǎn)生率是1022cm-3·s-1,試計(jì)算光照下樣品的電阻率，并求電導(dǎo)中少數(shù)在流子的貢獻(xiàn)占多大比例。  一塊半導(dǎo)體材料的壽命t=10us，光照在材料中會(huì)產(chǎn)生非平衡載流子，試求光照突然停止20us后，其中非平衡載流子將衰減到原來(lái)的百分之幾？n型硅中，摻雜濃度ND=1016cm-3, 光注入的非平衡載流子濃度Dn=Dp=1014cm-3。計(jì)算無(wú)光照和有光照的電導(dǎo)率

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 實(shí)際半導(dǎo)體與理想半導(dǎo)體間的主要區(qū)別是什么？     答：（1）理想半導(dǎo)體：假設(shè)晶格原子嚴(yán)格按周期性排列并靜止在格點(diǎn)位置上，實(shí)際半導(dǎo)體中原子不是靜止的，而是在其平衡位置附近振動(dòng)。        （2）理想半導(dǎo)體是純凈不含雜質(zhì)的，實(shí)際半導(dǎo)體含有若干雜質(zhì)。        （3）理想半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)是完整的，實(shí)際半導(dǎo)體中存在點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷等。  2. 以As摻入Ge中為例，說(shuō)明什么是施主雜質(zhì)、施主雜質(zhì)電離過(guò)程和n型半導(dǎo)體。     As有5個(gè)價(jià)電子，其中的四個(gè)價(jià)電子與周?chē)乃膫€(gè)Ge原子形成共價(jià)鍵，還剩余一個(gè)電子，同時(shí)As原子所在處也多余一個(gè)正電荷，稱為正離子中心，所以，一個(gè)As原子取代一個(gè)Ge原子，其效果是形成一個(gè)正電中心和一個(gè)多余的電子.多余的電子束縛在正電中心，但這種束縛很弱,很小的能量就可使電子擺脫束縛，成為在晶格中導(dǎo)電的自由電子，而As原子形成一個(gè)不能移動(dòng)的正電中心。這個(gè)過(guò)程叫做施主雜質(zhì)的電離過(guò)程。能夠施放電子而在導(dǎo)帶中產(chǎn)生電子并形成正電中心，稱為施主雜質(zhì)或N型雜質(zhì)，摻有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體。  3. 以Ga摻入Ge中為例，說(shuō)明什么是受主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)電離過(guò)程和p型半導(dǎo)體。 Ga有3個(gè)價(jià)電子，它與周?chē)乃膫€(gè)Ge原子形成共價(jià)鍵，還缺少一個(gè)電子，于是在Ge晶體的共價(jià)鍵中產(chǎn)生了一個(gè)空穴，而Ga原子接受一個(gè)電子后所在處形成一個(gè)負(fù)離子中心，所以，一個(gè)Ga原子取代一個(gè)Ge原子，其效果是形成一個(gè)負(fù)電中心和一個(gè)空穴，空穴束縛在Ga原子附近，但這種束縛很弱，很小的能量就可使空穴擺脫束縛，成為在晶格中自由運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電空穴，而Ga原子形成一個(gè)不能移動(dòng)的負(fù)電中心。這個(gè)過(guò)程叫做受主雜質(zhì)的電離過(guò)程，能夠接受電子而在價(jià)帶中產(chǎn)生空穴，并形成負(fù)電中心的雜質(zhì)，稱為受主雜質(zhì)，摻有受主型雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體。  4. 以Si在GaAs中的行為為例，說(shuō)明IV族雜質(zhì)在III-V族化合物中可能出現(xiàn)的雙性行為。  Si取代GaAs中的Ga原子則起施主作用； Si取代GaAs中的As原子則起受主作用。導(dǎo)帶中電子濃度隨硅雜質(zhì)濃度的增加而增加，當(dāng)硅雜質(zhì)濃度增加到一定程度時(shí)趨于飽和。硅先取代Ga原子起施主作用，隨著硅濃度的增加，硅取代As原子起受主作用。  5. 舉例說(shuō)明雜質(zhì)補(bǔ)償作用。  當(dāng)半導(dǎo)體中同時(shí)存在施主和受主雜質(zhì)時(shí)，   若（1） ND>>NA  因?yàn)槭苤髂芗?jí)低于施主能級(jí)，所以施主雜質(zhì)的電子首先躍遷到NA個(gè)受主能級(jí)上，還有ND-NA個(gè)電子在施主能級(jí)上，雜質(zhì)全部電離時(shí)，躍遷到導(dǎo)帶中的導(dǎo)電電子的濃度為n= ND-NA。即則有效受主濃度為NAeff≈ ND-NA （2）NA>>ND        施主能級(jí)上的全部電子躍遷到受主能級(jí)上，受主能級(jí)上還有NA-ND個(gè)空穴，它們可接受價(jià)帶上的NA-ND個(gè)電子，在價(jià)帶中形成的空穴濃度p= NA-ND. 即有效受主濃度為NAeff≈ NA-ND （3）NA»ND時(shí)，  不能向?qū)Ш蛢r(jià)帶提供電子和空穴，  稱為雜質(zhì)的高度補(bǔ)償 6. 說(shuō)明類氫模型的優(yōu)點(diǎn)和不足。   7. 銻化銦的禁帶寬度Eg=0.18eV，相對(duì)介電常數(shù)er=17，電子的有效質(zhì)量  *nm =0.015m0, m0為電子的慣性質(zhì)量，求①施主雜質(zhì)的電離能，②施主的弱束縛電子基態(tài)軌道半徑。
 解：根據(jù)類氫原子模型      8. 磷化鎵的禁帶寬度Eg=2.26eV，相對(duì)介電常數(shù)er=11.1，空穴的有效質(zhì)量m*p=0.86m0,m0為電子的慣性質(zhì)量，求①受主雜質(zhì)電離能；②受主束縛的空穴的基態(tài)軌道半徑

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