金屬半導(dǎo)體結(jié)完成

1、 第四章 金屬-半導(dǎo)體結(jié)4-1 一硅肖脫基勢(shì)壘二極管有0.01 cm的接觸面積，半導(dǎo)體中施主濃度為10 cm。設(shè)，。計(jì)算 （a）耗盡層厚度，（b）勢(shì)壘電容，（c）在表面處的電場(chǎng) 解：（a） 耗盡層厚度為(b) 勢(shì)壘電容為 (c) ( 在 ，則上式為表面處電場(chǎng)，即時(shí)， 4-2 （a）從示于圖4-3的GaAs肖脫基二極管電容-電壓曲線求出它的施主濃度、自建電勢(shì)勢(shì)壘高度。(b) 從圖4-7計(jì)算勢(shì)壘高度并與（a）的結(jié)果作比較。解： 得 由圖4-3知，且當(dāng)時(shí)， 時(shí)，由圖中觀察，知道 （在處）(b) 由圖4-7知，當(dāng)時(shí)，4-3 畫(huà)出金屬在P型半導(dǎo)體上的肖脫基勢(shì)壘的能帶結(jié)構(gòu)圖，忽略表面態(tài)，指出（a） 和（b

2、）兩種情形是整流節(jié)還是非整流結(jié)，并確定自建電勢(shì)和勢(shì)壘高度。解：如下圖所示PPA. B.C. 4-4 自由硅表面的施主濃度為，均勻分布的表面態(tài)密度為，電中性級(jí)為，問(wèn)該表面的表面勢(shì)應(yīng)為若干？提示：首先求出費(fèi)米能級(jí)與電中性能級(jí)之間的能量差，存在于這些表面態(tài)中的電荷必定與表面勢(shì)所承受的耗盡層電荷相等。4-5 已知肖脫基二極管的下列參數(shù)：，以及k=11.8。假設(shè)界面態(tài)密度是可以忽略的，在300K計(jì)算： （a）零偏壓時(shí)勢(shì)壘高度，自建電勢(shì)，以及耗盡層寬度。(b)在0.3v的正偏壓時(shí)的熱離子發(fā)射電流密度。解： （b） (A/cm)4-6在一金屬-硅的接觸中，勢(shì)壘高度為,有效理查遜常數(shù)為，以及。（a）計(jì)算在30

3、0K零偏壓時(shí)半導(dǎo)體的體電勢(shì)和自建電勢(shì)。（b）假設(shè)和，計(jì)算多數(shù)載流子電流對(duì)少數(shù)載流子電流的注入比。解：（a） (b) 4-7 計(jì)算室溫時(shí)金-nGaAs肖脫基勢(shì)壘的多數(shù)載流子電流對(duì)少數(shù)載流子電流的比例。已知施主濃度為10，以及。解： ，µ=，µ 4-8 在一金屬-絕緣體勢(shì)壘中，外電場(chǎng)=10V/cm，介電常數(shù)為（a）計(jì)算和，將所得的結(jié)果與43節(jié)中的例題進(jìn)行比較。4-9 在一金屬一絕緣體勢(shì)壘中，外加電場(chǎng)，介電常數(shù)為（a）k=4及(b) k=12，計(jì)算和。 解：由 及 可得（a） 時(shí)， （b）k=12 代入，同樣可得 4-10（a）推導(dǎo)出在肖特基二極管中作為電流密度的函數(shù)表達(dá)式。假設(shè)少數(shù)載流子可以忽略。 （b）倘若在300K時(shí)，一般地V=0.25V以及，估計(jì)溫度系數(shù)。 解：（a） (b) 由(a)的結(jié)論知道，溫度系數(shù)為 4-11肖脫基檢波器具有10 pF的電容，10的串聯(lián)電阻以及100的二極管電阻，計(jì)算它的截止頻率。解： C=10 pF , ,=1001)整流接觸（qm> qs） qbEFMqmEFMqss