Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Электрофизические свойства полупроводников ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4 4.1 Удельное сопротивление кремния Задача 1: Определить удельное сопротивление кремниевой пластины (Ом∙см), если расстояние между зондами s = 1 мм, ток I = 1 мА, напряжение U = 1,59 мВ. Ответ: 1 Ом·см Задача 2: Определить удельное сопротивление кремниевой пластины (Ом∙см), если расстояние между зондами s = 1 мм, ток I = 1 мА, напряжение U = 7,95 мВ. Ответ: 5 Ом·см Задача 3: Определить удельное сопротивление кремниевой пластины (Ом∙см), если расстояние между зондами s = 1 мм, ток I = 1 мА, напряжение U = 15,9 мВ. Ответ: 10 Ом·см Задача 4: Определить удельное сопротивление кремниевой пластины (Ом∙см), если расстояние между зондами s = 1 мм, ток I = 1 мА, напряжение U = 31,8 мВ. Ответ: 20 Ом·см Задача 5: Определить удельное сопротивление кремниевой пластины (Ом∙см), если расстояние между зондами s = 1 мм, ток I = 1 мА, напряжение U = 47,7 мВ. Ответ: 30 Ом·см Задача 6: Определить удельное сопротивление кремниевой пластины (Ом∙см), если расстояние между зондами s = 1 мм, ток I = 1 мА, напряжение U = 63,6 мВ. Ответ: 40 Пояснение: Удельное сопротивление полупроводниковых пластин, определяемое чретырёхзондовым методом по схеме, приведённой на рисунке, находится по формуле:
где ρ – удельное сопротивление, Ом∙см; s – расстояние между зондами, см; I - сила тока через зонды 1-4, мА; U – напряжение на зондах 2-3, мВ.
4.2 Тип проводимости, концентрация и подвижность носителей. Вопрос 1: Определить тип полупроводника, концентрацию основных носителей заряда и холловскую подвижность носителей по эффекту Холла в образце кремния размерами l = 1 cм, d = 0,1 см, b = 0,4 см, по следующим экспериментальным данным: I = 5мА; В = 1 Тл; U = 77 мВ (в направлении тока), UH = 2 мВ. Принять Холл-фактор rH = 1,18. Ответ: p-тип, 1,84∙1016 см-3, 550 см2/(В∙с) Вопрос 2: Определить тип полупроводника, концентрацию основных носителей заряда и холловскую подвижность носителей по эффекту Холла в образце кремния размерами l = 1 cм, d = 0,1 см, b = 0,4 см, по следующим экспериментальным данным: I = 5мА; В = 1 Тл; U = 140 мВ (в направлении тока), UH = 3,69 мВ. Принять Холл-фактор rH = 1,18. Ответ: р-тип, 1,0∙1016 см-3, 580 см2/(В∙с) Вопрос 3: Определить тип полупроводника, концентрацию основных носителей заряда и холловскую подвижность носителей по эффекту Холла в образце кремния размерами l = 1 cм, d = 0,1 см, b = 0,4 см, по следующим экспериментальным данным: I = 5мА; В = 1 Тл; U = 135 мВ (в направлении тока), UH = 26,3 мВ. Принять Холл-фактор rH = 1,18. Ответ: р-тип, 1,4∙1015 см-3, 520 см2/(В∙с) Вопрос 4: Определить тип полупроводника, концентрацию основных носителей заряда и холловскую подвижность носителей по эффекту Холла в образце кремния размерами l = 1 cм, d = 0,1 см, b = 0,4 см, по следующим экспериментальным данным: I = 5мА; В = 1 Тл; U = 3,06 В (в направлении тока), UH = 205 мВ. Принять Холл-фактор rH = 1,18. Ответ: n-тип, 1,80∙1014 см-3, 1420 см2/(В∙с) Вопрос 5: Определить тип полупроводника, концентрацию основных носителей заряда и холловскую подвижность носителей по эффекту Холла в образце кремния размерами l = 1 cм, d = 0,1 см, b = 0,4 см, по следующим экспериментальным данным: I = 5мА; В = 1 Тл; U = 0,426 В (в направлении тока), UH = 31 мВ. Принять Холл-фактор rH = 1,18. Ответ: n-тип, 1,20∙1015 см-3, 1540 см2/(В∙с) Вопрос 6: Определить тип полупроводника, концентрацию основных носителей заряда и холловскую подвижность носителей по эффекту Холла в образце кремния размерами l = 1 cм, d = 0,1 см, b = 0,4 см, по следующим экспериментальным данным: I = 5мА; В = 1 Тл; U = 40 мВ (в направлении тока), UH = 2,8 мВ. Принять Холл-фактор rH = 1,18. Ответ: n-тип, 1,30∙1016 см-3, 1480 см2/(В∙с) Пояснение: Типполупроводника определяется по знаку ЭДС Холла. Для определения направления отклонения носителей заряда необходимо воспользоваться правилом левой руки. ЭДС Холла находится по формуле (1)
где j – плотность тока через образец, j = I /(bd) (А/см2), B – индукция магнитного поля, Тл, RH – постоянная Холла,
(2)
где rH – Холл-фактор; при рассеянии на акустических фононах rH = 1,18, qe – заряд электрона, qe = 1,6∙10-19 Кл, n, p – концентрация электронов и дырок соответственно (см-3). Следовательно, концентрация основных носителей заряда в примесном полупроводнике для электронов и дырок будет находиться по формулам
(3)
При проведении расчётов необходимо представить толщину образца в метрах, тогда концентрация будет получена в м-3, после чего следует перевести её в см-3. (4)
Электропроводность полупроводника σ (Ом-1∙см-1) определяется из закона Ома в дифференциальной форме (5)
где E – напряженность поля в образце, E = U/l (В/см), откуда (6)
В свою очередь, электропроводность связана с концентрацией и подвижностью носителей заряда в электронном и дырочном полупроводниках соотношениями (7)
где μn, μp – подвижность электронов и дырок соответственно (см2/(В∙с). Холловскую подвижность электронов можно найти, комбинируя формулы (3), (6), (7):
(8) Аналогично холловская подвижность дырок (10)
Численно:
|