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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
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