题目
5.7 晶体硅材料的横截面积为 .001(cm)^-2, 长为 ^-3cm, 两端加10V电压。 T=300K 时,若要在-|||-硅中得到100mA的电流。计算:(a)所需的半导体电阻R;(b )所需的电导率;(c )达到此电-|||-导率所需的施主杂质浓度;(d)若初始施主杂质浓度为 _(d)=(10)^15(cm)^-3, 要形成电导率为(b)的-|||-p型补偿半导体,试确定受主杂质浓度。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算半导体电阻R
根据欧姆定律，电流I、电压V和电阻R之间的关系为 $I = \frac{V}{R}$。已知电流I为100mA，电压V为10V，可以计算出电阻R。
步骤 2：计算电导率
电导率$\sigma$与电阻率$\rho$互为倒数，即 $\sigma = \frac{1}{\rho}$。电阻率$\rho$与电阻R、横截面积A和长度L之间的关系为 $\rho = \frac{R \cdot A}{L}$。已知横截面积A为$0.001{cm}^{-2}$，长度L为${10}^{-3}cm$，可以计算出电阻率$\rho$，进而得到电导率$\sigma$。
步骤 3：计算施主杂质浓度
在半导体中，电导率$\sigma$与载流子浓度$n$和载流子迁移率$\mu$之间的关系为 $\sigma = n \cdot q \cdot \mu$，其中$q$为电子电荷。对于n型半导体，载流子浓度$n$近似等于施主杂质浓度$N_d$。已知电导率$\sigma$和载流子迁移率$\mu$，可以计算出施主杂质浓度$N_d$。
步骤 4：计算受主杂质浓度
在p型补偿半导体中，电导率$\sigma$与载流子浓度$p$和载流子迁移率$\mu$之间的关系为 $\sigma = p \cdot q \cdot \mu$，其中$q$为电子电荷。载流子浓度$p$近似等于受主杂质浓度$N_a$减去施主杂质浓度$N_d$。已知电导率$\sigma$、载流子迁移率$\mu$和施主杂质浓度$N_d$，可以计算出受主杂质浓度$N_a$。
根据欧姆定律，电流I、电压V和电阻R之间的关系为 $I = \frac{V}{R}$。已知电流I为100mA，电压V为10V，可以计算出电阻R。
步骤 2：计算电导率
电导率$\sigma$与电阻率$\rho$互为倒数，即 $\sigma = \frac{1}{\rho}$。电阻率$\rho$与电阻R、横截面积A和长度L之间的关系为 $\rho = \frac{R \cdot A}{L}$。已知横截面积A为$0.001{cm}^{-2}$，长度L为${10}^{-3}cm$，可以计算出电阻率$\rho$，进而得到电导率$\sigma$。
步骤 3：计算施主杂质浓度
在半导体中，电导率$\sigma$与载流子浓度$n$和载流子迁移率$\mu$之间的关系为 $\sigma = n \cdot q \cdot \mu$，其中$q$为电子电荷。对于n型半导体，载流子浓度$n$近似等于施主杂质浓度$N_d$。已知电导率$\sigma$和载流子迁移率$\mu$，可以计算出施主杂质浓度$N_d$。
步骤 4：计算受主杂质浓度
在p型补偿半导体中，电导率$\sigma$与载流子浓度$p$和载流子迁移率$\mu$之间的关系为 $\sigma = p \cdot q \cdot \mu$，其中$q$为电子电荷。载流子浓度$p$近似等于受主杂质浓度$N_a$减去施主杂质浓度$N_d$。已知电导率$\sigma$、载流子迁移率$\mu$和施主杂质浓度$N_d$，可以计算出受主杂质浓度$N_a$。