Контрольная работа по «Электронике»
Автор: Василий Мальцев • Февраль 2, 2020 • Контрольная работа • 640 Слов (3 Страниц) • 422 Просмотры
Министерство образования и науки РФ
Томский государственный университет систем управления и
радиоэлектроники
Кафедра радиоэлектроники и защиты информации
Контрольная работа №1
по дисциплине «Электроника»
учебное пособие В.М. Ицкович «Электроника»
Вариант № 7
Выполнил студент
специальности 11.03.01
Мальцев Василий Александрович
15.09.2019
г. Екатеринбург 2019
Задача 1.
Имеется кремниевый полупроводник с концентрацией дырок n = 1017, потенциал «дна» зоны проводимости 3 эВ.
а) Начертите энергетические диаграммы для данного полупроводника.
б) Рассчитайте плотность уровней вблизи «потолка» валентной зоны при изменении потенциала от значения ϕV до ϕV+10ϕT. Результаты расчетов сведите в таблицу и постройте график. Расчеты проведите для комнатной температуры.
Объясните полученные результаты.
в) Рассчитайте вероятность нахождения дырок на уровнях от значения ϕV до ϕV+10ϕT. Постройте график.
Объясните полученные результаты.
Решение:
а)
[pic 1]
б) Плотность уровней вблизи потолка валентной зоны рассчитывается по такой формуле:
[pic 2]
Температурный потенциал для комнатной температуры(300 К):
[pic 3] В
Уровень валентной зоны определяется так:
[pic 4]В
Интересующие уровни имеют значения потенциалов от [pic 5] В до [pic 6] В.
Рассчитаем плотности уровней вблизи потолка валентной для разных значений потенциала, данные расчетов занесем в таблицу:
φ-φV | 1φT | 2φT | 3φT | 4φT | 5φT | 6φT | 7φT | 8φT | 9φT | 10φT |
P,1045 | 1,39 | 1,97 | 2,41 | 2,79 | 3,12 | 3,42 | 3,69 | 3,94 | 4,18 | 4,41 |
Построим график:
[pic 7]
На уровне валентной зоны, плотность состояний равна 0, так как выше этого уровня, определить плотность состояний невозможно. С увеличением глубины уровня, плотность состояний растет по квадратичному закону
в) Вероятность нахождения дырок на уровнях в валентной зоне рассчитывается по формуле:
[pic 8]
Уровень ферми в собственных полупроводниках совпадает с серединой запрещенной зоны:
[pic 9] В
Вычислим вероятности нахождения дырок на уровнях:
φ-φV | 1φT | 2φT | 3φT | 4φT | 5φT | 6φT | 7φT | 8φT | 9φT | 10φT |
F, 10-13 | 1026 | 377,5 | 138,9 | 51,09 | 18,80 | 6,914 | 2,544 | 0,936 | 0,344 | 0,127 |
[pic 10]
Вероятность нахождения дырок уменьшается, с увеличением глубины уровня по квадратичному закону.
Задача 2.
Вычислите эффективную плотность уровней NC и NV для кремния при изменении температуры от –50 до 70 ℃. По результатам расчетов постройте график. Объясните полученные результаты.
...