半导体复习指南.docx

第一章 半导体中的电子状态

什么叫本征激发？温度越高，本征激发的载流子越多，为什么？试定性说明之。

2?试定性说明Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数的原因。

3?试指出空穴的主要特征。

4?简述Ge、Si和GaAs的能带结构的主要特征。

5?某一维晶体的电子能带为

E(k)二 Eo 1 -0.1cos(ka) -0.3sin(ka) 1

其中Eo=3eV，晶格常数a=5X 10-11m。求：

能带宽度；

能带底和能带顶的有效质量。

第一章半导体中的电子状态

1?解：在一定温度下，价带电子获得足够的能量(》 Eg)被激发到导带成为导

电电子的过程就是本征激发。其结果是在半导体中出现成对的电子 -空穴对。

如果温度升高，则禁带宽度变窄，跃迁所需的能量变小，将会有更多的电 子被激发到导带中。

解：电子的共有化运动导致孤立原子的能级形成能带，即允带和禁带。温度 升高，则电子的共有化运动加剧，导致允带进一步分裂、变宽；允带变宽，则导 致允带与允带之间的禁带相对变窄。反之，温度降低，将导致禁带变宽。

因此，Ge、Si的禁带宽度具有负温度系数。 解： 空穴是未被电子占据的空量子态，被用来描述半满带中的大量电子的 集体运动状态，是准粒子。主要特征如下：

A、 荷正电：+q ;

B、 空穴浓度表示为p (电子浓度表示为n);

C、 E P=-En

D、 mp*=-mn*。

解：

Ge、Si:

Eg (Si: 0K) = 1.21eV ; Eg (Ge : 0K) = 1.170eV ;

间接能隙结构

C)禁带宽度Eg随温度增加而减小；

GaAs :

a) Eg (300K) = 1.428eV， Eg (0K) = 1.522eV ;

b )直接能隙结构；

Eg 负温度系数特性： dEg/dT = -3.95 x 10-4eV/K ；

解：