1、第二章習(xí)題1. 實(shí)際半導(dǎo)體與理想半導(dǎo)體間的主要區(qū)別是什么？答：（1）理想半導(dǎo)體：假設(shè)晶格原子嚴(yán)格按周期性排列并靜止在格點(diǎn)位置上，實(shí)際半導(dǎo)體中原子不是靜止的，而是在其平衡位置附近振動。（2）理想半導(dǎo)體是純凈不含雜質(zhì)的，實(shí)際半導(dǎo)體含有若干雜質(zhì)。（3）理想半導(dǎo)體的晶格結(jié)構(gòu)是完整的，實(shí)際半導(dǎo)體中存在點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷等。2. 以As摻入Ge中為例，說明什么是施主雜質(zhì)、施主雜質(zhì)電離過程和n型半導(dǎo)體。As有5個價電子，其中的四個價電子與周圍的四個Ge原子形成共價鍵，還剩余電子，同時As原子所在處也多余正電荷，稱為正離子中心，所以，As原子取代一個Ge原子，其效果是形成一個正電中心和一個多余的電子.多余

2、的電子束縛在正電中心，但這種束縛很弱,很小的能量就可使電子擺脫束縛，成為在晶格中導(dǎo)電的自由電子，而As原子形成一個不能移動的正電中心。這個過程叫做施主雜質(zhì)的電離過程。能夠施放電子而在導(dǎo)帶中產(chǎn)生電子并形成正電中心，稱為施主雜質(zhì)或N型雜質(zhì)，摻有施主雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫N型半導(dǎo)體。3. 以Ga摻入Ge中為例，說明什么是受主雜質(zhì)、受主雜質(zhì)電離過程和p型半導(dǎo)體。Ga有3個價電子，它與周圍的四個Ge原子形成共價鍵，還缺少一個電子，于是在Ge晶體的共價鍵中產(chǎn)生了一個空穴，而Ga原子接受一個電子后所在處形成一個負(fù)離子中心，所以，一個Ga原子取代一個Ge原子，其效果是形成一個負(fù)電中心和一個空穴,空穴束縛在Ga原子附近

3、，但這種束縛很弱，很小的能量就可使空穴擺脫束縛，成為在晶格中自由運(yùn)動的導(dǎo)電空穴，而Ga原子形成一個不能移動的負(fù)電中心。這個過程叫做受主雜質(zhì)的電離過程，能夠接受電子而在價帶中產(chǎn)生空穴，并形成負(fù)電中心的雜質(zhì)，稱為受主雜質(zhì)，摻有受主型雜質(zhì)的半導(dǎo)體叫P型半導(dǎo)體。4. 以Si在GaAs中的行為為例，說明IV族雜質(zhì)在III-V族化合物中可能出現(xiàn)的雙性行為。Si取代GaAs中的Ga原子則起施主作用；Si取代GaAs中的As原子則起受主作用。導(dǎo)帶中電子濃度隨硅雜質(zhì)濃度的增加而增加，當(dāng)硅雜質(zhì)濃度增加到一定程度時趨于飽和。硅先取代Ga原子起施主作用，隨著硅濃度的增加，硅取代As原子起受主作用。5. 舉例說明雜質(zhì)補(bǔ)

4、償作用。當(dāng)半導(dǎo)體中同時存在施主和受主雜質(zhì)時，若（1）N>>NDA因?yàn)槭苤髂芗壍陀谑┲髂芗墸允┲麟s質(zhì)的電子首先躍遷到N個受主能級上，還A有N-N個電子在施主能級上，雜質(zhì)全部電離時，躍遷到導(dǎo)帶中的導(dǎo)電電子的濃度DA為n二N-N。即則有效受主濃度為NN-NDAAeffDA（2）N>>NAD施主能級上的全部電子躍遷到受主能級上，受主能級上還有N-N個空穴，它AD們可接受價帶上的N-N個電子，在價帶中形成的空穴濃度p=N-N.即有效受主濃度ADAD為NN-NAeffAD（3）N?N時，AD不能向?qū)Ш蛢r帶提供電子和空穴，稱為雜質(zhì)的高度補(bǔ)償6. 說明類氫模型的優(yōu)點(diǎn)和不足。7. 銻化銦的禁帶寬度Eg二，相對介電常數(shù)？=17,電子的有效質(zhì)量rm*二，m為電子的慣性質(zhì)量，求施主雜質(zhì)的電離能，施主的弱束縛電子基態(tài)n0軌道半徑。解：根據(jù)類氫原子模型：ae=mq=mE=0.0015x136=7.1x10-4evD2（4k88）2葉2m821720r0rr=0.053nm0兀q2m0h288m8r=r=60nm兀q2m*m*0nn8磷化鎵的禁帶寬度Eg=，相對介電常數(shù)？=,空穴的有效質(zhì)量m*=0.86m,m為電子rp00的慣性質(zhì)量，求受主雜質(zhì)電離能；受主束縛的空穴的基態(tài)軌道半徑。解：根據(jù)類氫原子模型：AE=mPq4=mp氣=0.086X空=0.0096eV