第一章 思考题和习题

1. 300K时硅的晶格常数a=5.43A，求每个晶胞内所含的完整原子数和原子密度为多少？

2. 综述半导体材料的基本特性及Si、GaAs的晶格结构和特征。 3. 画出绝缘体、半导体、导体的简化能带图，并对它们的导电性能作出定性解释。

4. 以硅为例，简述半导体能带的形成过程。

5. 证明本征半导体的本征费米能级Ei位于禁带。 6. 简述迁移率、扩散长度的物理意义。

7. 室温下硅的有效态密度Nc=2.8×1019cm-3,kT=0.026eV,禁带宽度Eg=1.12eV，如果忽略禁带宽度随温度的变化，求：

（a） 计算77K、300K、473K 3个温度下的本征载流子浓度。 （b） 300K本征硅电子和空穴的迁移率分别为1450cm2/V·s和500cm2/V·s，计算本征硅的电阻率是多少？

8. 某硅棒掺有浓度分别为1016/cm3和1018/cm3的磷，求室温下的载流子浓度及费米能级EFN的位置（分别从导带底和本征费米能级算起）。 9. 某硅棒掺有浓度分别为1015/cm3和1017/cm3的硼，求室温下的载流子浓度及费米能级EFP的位置（分别从价带顶和本征费米能级算起）。 10. 求室温下掺磷为1017/cm3的N+型硅的电阻率与电导率。 11. 掺有浓度为3×1016cm-3的硼原子的硅，室温下计算：

（a） 光注入△n=△p=3×1012 cm-3的非平衡载流子，是否为小注入？为什么？

（b） 附加光电导率△σ为多少？

（c） 画出光注入下的准费米能级E’FN和E’FP(Ei为参考)的位置示意图。

（d） 画出平衡下的能带图，标出EC、EV、EFP、Ei能级的位置，在此基础上再画出光注入时，EFP’和EFN’，并说明偏离EFP的程度是不同的。

12. 室温下施主杂质浓度ND=4×1015 cm-3的N型半导体，测得载流子迁移率μn=1050cm2/V·s，μp=400 cm2/V·s, kT/q=0.026V,求相应的扩散系数和扩散长度为多少？