略。
7.施主浓度为1017cm-3的N型硅，室温下的功函数是多少？如果不考虑表面态的影响，试画出它与金（Au）接触的能带图，并标出势垒高度和接触电势差的数值。已知硅的电子亲和势??4.05eV,金的功函数为4.58eV。
解：室温下杂质全电离，有n0?ND
NC2.8?1019那么，EF?EC?k0Tln?EC?0.026ln?EC?0.1465eV 17ND10功函数为Ws???[EC?(EF)s]?4.05?0.1465?4.20eV
显然 Ws?WAu 形成阻挡层。 能带图略。
8.导出p-n结的正向电流与V/VD的函数关系，此处V为外加电压，并求300K时p-n结的正
2
向电流为1A时的外加电压值（设μp=200cm2/V.s，μn=500cm/V.s,
τn=τp=1μs,NA=1018cm-3,ND=1016cm-3）
(qV?1)k0T解：联立两式 I?Ise
可得到 p-n结的正向电流与V/VD的函数关系为
k0Tk0T2?n?13cm/s，Dp??p?5.2cm2/s 由已知条件可求得 Dn?qqLn?Dn?n?3.6?10?3cm2 ， Lp?Dp?p?2.28?10?3cm2
10?3又ni?1.5?10cm
ni2ni22?3?2.25?10cm ， pp0??2.25?104cm?3 所以nn0?NDNA于是 Is?Aq(Dnnp0Ln?Dppn0Lp)?1.2?10?13A，A为p-n结的截面积。
那么，当通过截面积为A的p-n结的电流为1安培时，外加电压
9. 在室温下（k0T=0.026eV），当反向偏置电压等于0.13V时，流过p-n结二极管的电流为5μA。试计算当二极管正向偏置同样大小的电压时，流过二极管的电流为多少μA？
解：I?Is(eqVk0T?1)?5?10?6(e0.130.026?1）?5?10?6e?5?742mA
10.为什么SiO2层下面的p型硅表面有自行变为n型的倾向。
略。
11.单晶硅中均匀地掺入两种杂质：掺硼1.5?1016cm-3, 掺磷5.0?1015cm-3。试计算：
（1）室温下载流子浓度；
（2）室温下费米能级位置；
（3）室温下电导率；
（4）600K下载流子浓度。
（已知：室温下（T=300K）：ni=1.5?1010cm-3, k0T=0.026eV； NV=1.0?1019cm-3,
NC=2.8?1019cm-3；?n=1000cm2/V?s?；?p=400cm2/V?s?600K时：ni=6?1015cm-3。） 解 (a) 室温下，杂质全部电离，则NA=1.5?1016cm-3, ND=0.5?1016cm-3
则 p0=NA-ND= 1.0?1016cm-3
EV?EFk0T(b)
p0?NVepEF?EV?k0Tln0?EV?0.18eVNV
(c) ??n0q?n?p0q?p?0.641 ?cm(d) 600K时，本征激发不可忽略，由下式解出：
12.证明p-n结反向饱和电流公式可写为
式中，b??n/?p,?n和?p分别为n型和p型半导体电导率，?i为本征半导体电导率。
提示：电流密度J?Jn?Jp????qDn?Lnnp0?qDpLp???qV??pn0??exp???1?，分别将爱因斯坦关系式、??kT?0?????nn0pp0?ni2（nn0?ND,pp0?NA）以及电导率公式代入，并整理即可证明。
13.已知电荷分布?(x)为：（1）?(x)=0；（2）?(x)=c；（3）?(x)=q?x（x在0~d之间），分别求电场强度?(x)及电位V（x）,并作图。
提示：利用泊松方程求解。
14.试画出并分析np异质结和nn异质结的能带图。
略。
《电子工程物理基础》课后习题解答教程
