题目
已知一个硅突变结,其两边的电阻率分别为 rho_n = 10Omega cdot cm 的 n-Si 和电阻率为 rho_p = 0.01Omega cdot cm 的 P-Si,已知其 mu_n = 1000cm^2/(V cdot s),mu_n = 100cm^2/(V cdot s),试求其在室温下 p 区,n 区多子浓度以及势垒高度。
已知一个硅突变结,其两边的电阻率分别为 $\rho_n = 10\Omega \cdot cm$ 的 n-Si 和电阻率为 $\rho_p = 0.01\Omega \cdot cm$ 的 P-Si,已知其 $\mu_n = 1000cm^2/(V \cdot s)$,$\mu_n = 100cm^2/(V \cdot s)$,试求其在室温下 p 区,n 区多子浓度以及势垒高度。
题目解答
答案
根据电阻率公式:
\[
n_n = \frac{1}{q \rho_n \mu_n} = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19} \times 10 \times 1000} = 6.25 \times 10^{14}\,\text{cm}^{-3}
\]
\[
p_p = \frac{1}{q \rho_p \mu_p} = \frac{1}{1.6 \times 10^{-19} \times 0.01 \times 100} = 6.25 \times 10^{18}\,\text{cm}^{-3}
\]
势垒高度为:
\[
V_0 = \frac{kT}{q} \ln \left( \frac{n_n p_p}{n_i^2} \right) = 0.0259 \times \ln \left( \frac{6.25 \times 10^{14} \times 6.25 \times 10^{18}}{(1.5 \times 10^{10})^2} \right) \approx 0.0259 \times 30.486 \approx 0.79\,\text{V}
\]
最终结果:
- $n_n \approx 6.25 \times 10^{14}\,\text{cm}^{-3}$
- $p_p \approx 6.25 \times 10^{18}\,\text{cm}^{-3}$
- $V_0 \approx 0.79\,\text{V}$