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1、半导体物理第四章习题答案第四篇 题解-半导体的导电性 刘诺 编 4-1、对于重掺杂半导体和一般掺杂半导体，为何前者的迁移率随温度的变化趋势不同？试加以定性分析。 解：对于重掺杂半导体，在低温时，杂质散射起主体作用，而晶格振动散射与一般掺杂半导体的相比较，影响并不大，所以这时侯随着温度的升高，重掺杂半导体的迁移率反而增加；温度继续增加后，晶格振动散射起主导作用，导致迁移率下降。对一般掺杂半导体，由于杂质浓度较低，电离杂质散射基本可以忽略，起主要作用的是晶格振动散射，所以温度越高，迁移率越低。 4-2、何谓迁移率？影响迁移率的主要因素有哪些？ 解：迁移率是单位电场强度下载流子所获得的漂移速率。影响
2、迁移率的主要因素有能带结构、温度和各种散射机构。 4-3、试定性分析Si的电阻率与温度的变化关系。 解：Si的电阻率与温度的变化关系可以分为三个阶段： 温度很低时，电阻率随温度升高而降低。因为这时本征激发极弱，可以忽略；载流子主要来源于杂质电离，随着温度升高，载流子浓度逐步增加，相应地电离杂质散射也随之增加，从而使得迁移率随温度升高而增大，导致电阻率随温度升高而降低。 温度进一步增加，电阻率随温度升高而升高。在这一温度范围内，杂质已经全部电离，同时本征激发尚不明显，故载流子浓度基本没有变化。对散射起主要作用的是晶格散射，迁移率随温度升高而降低，导致电阻率随温度升高而升高。 温度再进一步增加，电
3、阻率随温度升高而降低。这时本征激发越来越多，虽然迁移率随温度升高而降低，但是本征载流子增加很快，其影响大大超过了迁移率降低对电阻率的影响，导致电阻率随温度升高而降低。当然，温度超过器件的最高工作温度时，器件已经不能正常工作了。 4-4、证明当np，且电子浓度n0=nimn/mp，空穴浓度p0=nimp/mn时半导体的电导率有最小值，并推导smin的表达式。 证明： dsdn=0时s有极值ds2d2ndsdn而即=2ni2n3qmp0,故s有极小值ni2n2=qmn-ni2nqmp=0所以n=nimp/mnp=nimn/mp有s=smin=2niqmpmn得证。 4-5、0.12kg的Si单晶掺有3.010-9kg的Sb，设杂质全部电离，试求出此材料的电导率。 解： 0.121000Si的体积V=51.502cm32.333.010-910006.0251023121.8ND=2.8811017cm-322.556 故材料的电导率为 s=nqmn=6.57910171.60210-19520=24.04W-1cm-1 答：此材料的电导率约为24.04-1cm-1。 ()()()()()()()
