第四章半导体的导电性
例题:
第四章 半导体的导电性
例1 室温下,本征锗的电阻率为47,试求本征载流子浓度。若掺入锑杂质,使每个锗原子中有一个杂质原子,计算室温下电子浓度和空穴浓度。设杂质全部电离。锗原子的浓度为,试求该掺杂锗材料的电阻率。设, 且认为不随掺杂而变化。。
思路与解:本征半导体的电阻率表达式为:
施主杂质原子的浓度
故
其电阻率
评析:有此题可见,半导体中的浅能级杂质对材料的电导率的影响很大。
例2. 在半导体锗材料中掺入施主杂质浓度,受主杂质浓度;设室温下本征锗材料的电阻率,假设电子和空穴的迁移率分别为,,若流过样品的电流密度为,求所加的电场强度。
思路与解:须先求出本征载流子浓度
又
联立得:
故样品的电导率:
即: E=1.996V/cm
评析:本题的锗中既掺有施主杂质又掺有受主,而且二者浓度相差不大,所以在计算电导率时,须既考虑电子的贡献,也要考虑空穴的贡献。
习题:
1.对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体,为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同?试加以定性分析。
2.何谓迁移率?影响迁移率的主要因素有哪些?
3.试定性分析Si的电阻率与温度的变化关系。
4.证明当μn≠μp,且电子浓度,空穴浓度时半导体的电导率有最小值,并推导σmin的表达式。
5.0.12kg的Si单晶掺有3.0×10-9kg的Sb,设杂质全部电离,试求出此材料的电导率。(Si单晶的密度为2.33g/cm3,Sb的原子量为121.8)