Практический курс физики. Квантовая физика. Элементы физики твёрдого тела и ядерной физики (1013875), страница 25
Текст из файла (страница 25)
При комнатной температуре электропроводность образцасобственного кремния равна 4,3·10–4 См/м. Какова концентрациясобственных носителей тока? Если через образец проходит ток, токакая часть этого тока обусловлена электронами? Подвижность4.89.146электронов и дырок кремния соответственно равны μn = 0,135 и μр =0,048 м2/(В·с).4.100. Определить суммарную подвижность электронов и дырок вкремниевом полупроводнике, если известно, что при освещениикремния его сопротивление уменьшилось в η = 1,565 раз и оказалосьравным 178 Ом.
Освещение вызвало появление равного числаэлектронов и дырок в количестве 8,8·1017 м–3. Образец кремния имеетформу куба с гранью l = 8 см.4.101. Полупроводник в виде тонкой пластины высотой d = 1 см идлиной L = 10 см помещен в однородное магнитное поле с индукциейВ = 0,2 Тл. Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскостипластины. К концам пластины вдоль L приложено постоянноенапряжение U = 300 В. Определить холловскую разностьпотенциалов, если постоянная Холла RХ = 0,1 м3/Кл, а удельноесопротивление ρ = 0,5 Ом·м.4.102. К концам пластины из р-полупроводника (высота d =10 мм,длина L= 100 мм) приложили разность потенциалов U = 10 В ипоместили ее в перпендикулярное однородное магнитное поле синдукцией В = 0,1 Тл. При этом возникает холловская разностьпотенциалов ΔφХ = 0,1 В.
Найти концентрацию и подвижность дырок,если удельное сопротивление полупроводника равно ρ = 2 Ом·мм.4.103. К торцам металлического образца длиной 1см ( по оси X),высотой 9,0 мм (по оси Y) и толщиной 0,2 мм (по оси Z)прикладывается разность потенциалов U = 1,4 В и в положительномнаправлении оси Х наблюдается ток 10 мА. При наличии вдоль оси Zмагнитного поля B=0,1Тл на образце вдоль оси Y появляетсяхолловское напряжение UX=10 мВ. Найти: постоянную Холла, знакносителей заряда, концентрацию и подвижность носителей.4.104. При измерении постоянной Холла пластинку из металлавысотой d = 10 мм и длиной l = 50 мм поместили в магнитное поле синдукцией В = 0,5 Тл. К концам пластинки приложили разностьпотенциалов U = 10 В.
При этом холловская разность потенциаловΔφХ = 50 мВ и удельное сопротивление ρ=2,5 Ом·см. Найтиконцентрацию электронов и их подвижность.4.105. Тонкая пластинка из кремния высотой d = 2 см помещенаперпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля.При плотности тока j = 2·10–6 A/мм2, направленного вдоль пластины,холловская разность потенциалов оказалась равной ΔφХ = 2,8 В.Определить концентрацию носителей заряда. Индукция магнитногополя равна B = 0,5 Тл.4.106. Образец из кремния с примесями р-типа в виде пластиныдлиной l = 12 см и высотой d = 8 мм помещен в однородноемагнитное поле (В = 0,12 Тл) перпендикулярно линиям магнитнойиндукции.
При некотором напряжении, приложенном к концам147пластины, возникает холловская разность потенциалов Δϕх = 1,83⋅10–2В.Определить приложенное к пластине напряжение, если постояннаяХолла Rх = 3,66·10–4 м3/Кл. Удельное сопротивление этого образца ρ= 0,009 Ом⋅м.4.107. Медная пластинка имеетдлину l = 60 мм, высоту d = 20 мм иa.3ширину a = 1мм.
При пропусканиивдоль пластинки тока i = 10А между..2iточками 1 и 2 наблюдается разностьd1 rпотенциалов U1,2= 0,51 мВ, разностьB·4потенциалов между точками 3 и 4равна нулю. Если, не включая тока,lсоздатьперпендикулярноекпластине однородное магнитноеполе с индукцией В = 0,1 Тл, то между точками 3 и 4 возникаетразность потенциалов U3,4 = 55 мкВ.
Воспользовавшись этимиданными, определить для меди концентрацию свободных электроновnе и их подвижность μn.4.108. Сопротивление кристалла РbS при температуре t1 = 20°Сравно R = 104 Ом. Определить его сопротивление при температуреt2 = +80ºС. Ширина запрещенной зоны равна ΔΕЗ=0,6 эВ.4.109. Удельное сопротивление чистого германия при температуре593 К равно 7·10–4 Ом·м. Найти удельное сопротивление этогоматериала при температуре t = 1000°С. Энергию Ферми принятьравной EF = 0,4 эВ.4.110.
Во сколько раз изменится электропроводность чистогополупроводника при нагревании его от t1 = 20°С до t2 = 300°С?Энергия запрещенной зоны полупроводника равна ΔΕ = 0,5 эВ.4.111.Найти минимальную энергию необходимую дляобразования пары электрон-дырка в кристалле германия, если егоэлектропроводность при нагревании от t1 = 20°C до t2 = 74°Сизменяется в 10 раз.4.112. Во сколько раз изменится концентрация носителей тока вбеспримесном полупроводнике (индии) при нагревании его отt1 = 27°C до t2 = 127ºС, если ширина запрещенной зоны данногополупроводника равна 1,4 эВ? Найти концентрацию носителей тока вэтом полупроводнике при температуре 127°С.4.113. Найти минимальную энергию образования пары электрондырка в чистом полупроводнике, проводимость которого возрастает в η = 5раз при увеличении температуры кристалла от T1 = 300 K до T2 = 400 К.4.114.
Ширина запрещенной зоны чистого кремния равнаΔΕЗ=1,11эВ. Образец был взят при температуре T1= 300 К,впоследствии его дополнительно нагрели до T2 = 316,5 К. Во сколько148раз изменится число электронов проводимости при таком изменениитемпературы?4.115.Дляполупроводника,обладающегособственнойпроводимостью, измерены сопротивления R1 и R2 при температурахТ1 и Т2 соответственно, причем Т1 > Т2.
Найти "ширину" запрещеннойзоны данного материала.4.116. При нагревании чистого полупроводника от температуры27°С до некоторой температуры Т2 его сопротивление уменьшилось вдва раза. Найти эту температуру, если "ширина" запрещенной зоныданного полупроводника равна ΔΕЗ = 1,4 эВ.4.117. Получитьформулутемпературногокоэффициентасопротивления чистого полупроводника через значение "ширины"запрещенной зоны. Рассчитать этот коэффициент для чистогокремния при температуре Т = 1000 К, приняв значение "ширины"запрещенной зоны этого материала равным ΔΕЗ = 1,11 эВ.4.118. Вычислить температурный коэффициент сопротивлениябеспримесного германия при температуре T = 300 К, если "ширина"запрещенной зоны равна ΔΕЗ =1,2⋅10–19 Дж.4.119.
Найти ширину зоны проводимости полупроводника, еслиизвестно, что свет поглощается в этом полупроводнике, начиная сдлины волны λ1 < 0,7 мкм, а фотоэмиссия электронов данногоматериала начинается с длины волны λ2 < 0,65 мкм.4.120. "Ширина" запрещенной зоны в германии равна ΔΕЗ = 0,75эВ. При какой длине световой волны этот материал начнетинтенсивно поглощать свет? Найти температурный коэффициентсопротивления германия при температуре T = 300 К.4.121. Кристалл имеет "ширину" запрещенной зоны ΔΕЗ = 5 эВ.Донорные уровни лежат ниже дна зоны проводимости на величинуΔЕd = 0,065 эВ.
Найти граничные длины волн полос поглощенияэлектромагнитного излучения в этом кристалле.4.122. Вычислить максимальную длину световой волны, длякоторой антимонид индия, имеющий "ширину" запрещенной зоныΔΕЗ = 0,2 эВ, является прозрачным. Определить температурныйкоэффициент сопротивления данного кристалла при температуреt = 100° С.4.123. "Ширина" запрещенной зоны некоторого кристалла равнаΔΕЗ = 6,5 эВ.
Вычислить частоту и длину волны излучения, начиная скоторых кристалл становится прозрачным. Каков температурныйкоэффициент сопротивления этого кристалла при температуре 200 К?4.124. Температурный коэффициент сопротивления беспримесногокремния при комнатной температуре имеет величину α = -0,071 К–1.Используя эту величину, найдите частоту кванта светасоответствующего красной границе фотопроводимости. Температурусчитать равной T = 294 К.1494.125.
Вычислить температурный коэффициент сопротивлениякремния, имеющего температуру T = 300 К, если известно, что краснаяграница фотопроводимости для кремния равна λкр = 1,14·10–6 м.4.126. При облучении некоторого полупроводника светом впоследнем образовалось дополнительное количество электронов идырок Δnn = Δnp = 0,92·1018 м-3, в результате чего сопротивление этогополупроводника оказалось равным R=184 Ом.
Полупроводник имеетформу куба с гранью l = 0,1 м. Подвижность электронов и дыроксоответственно равна: μn = 0,132 м2/(В·с), μр = 0,048 м2/(В·с).Определить начальное сопротивление полупроводника Rо.4.127. Для полупроводникового образца, имеющего форму куба состороной l, измерено сопротивление. Известно, что при отсутствииосвещения полупроводника оно равно R0, а при наличии освещениясопротивление равно R. Найти концентрацию электронов Δnn иконцентрацию дырок Δnр, обусловленных освещением, еслиподвижности электронов и дырок соответственно равны μn и μр.Считать, что Δnn ≈ Δnр.4.128.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
