Задачи к лабораторной работе. 1.1Рассчитайте, может ли монохроматический свет с длиной волны 0,55 мкм вызвать внутренний фотоэффект в полупроводниковом веществе

1.1Рассчитайте, может ли монохроматический свет с длиной волны 0,55 мкм вызвать внутренний фотоэффект в полупроводниковом веществе, если ширина запрещенной зоны у него 1,5 эВ.

1.2Кремниевый полупроводник с собственной удельной электропроводностью (Ом·м) имеет подвижность дырок 0,05 м /В·с. Считая концентрацию дырок равной 40·10 м , найдите во сколько раз подвижность электронов больше подвижности дырок.

1.3Сколько электронов и дырок образуется в кристалле при поглощении им 10 Дж световой энергии с длиной волны 0,2 мкм, если квантовый выход 0,6?

2.1Ширина запрещенной зоны некоторого собственного полупроводника равна 1,1 эВ. Рассчитайте, при какой максимальной длине волны возможно интенсивное поглощение падающего на полупроводник света.

2.2Удельное сопротивление некоторого чистого полупроводника при комнатной температуре равно 50 Ом·см. После включения источника света удельное сопротивление стало равным 45 Ом·см. Среднее время жизни электронов проводимости равно 0,9 с. Считая, что число электронов проводимости изменяется по закону , где , определите удельное сопротивление после выключения источника света через 5 с.

2.3Концентрация носителей тока в кремни и 5·10 в см , подвижность электронов 0,15 м / В·с, подвижность дырок 0,05 м /В·с. Определите сопротивление кремниевого стержня длиной 5 см и поперечным сечением 2 мм .

3.1Сколько электронов и дырок образуется в маленьком кристалле ВаО при поглощении им Дж световой энергии с длиной волны 0,2 мкм? Какой заряд потечет во внешней цепи кристалла, если приложенное к кристаллу электрическое поле достаточно сильно, чтобы доставить все свободные носители заряда к электродам?

3.2Удельное сопротивление арсенида индия 2,5·10 Ом·м, постоянная Холла 10 м /Кл. Полагая, что проводимость осуществляется зарядами одного знака, определите их концентрацию и подвижность.

3.3Считая, что поглощенный квант с вероятностью 0,5 порождает пару электрон-дырка, определите количество генерируемых пар при следующих условиях: сила источника света 160 канделл, фотосопротивление находится на расстоянии 0,5 м от источника, длина волны равна 500 нм и площадь фотосопротивления 10 см .

4.1Удельное сопротивление чистого полупроводника при комнатной температуре 100 Ом·см. После включения источника света удельное сопротивление стало равным 20 Ом·см. Определите время, в течение которого после выключения света удельное сопротивление станет равным 40 Ом·см. (Считать, что число электронов проводимости изменяется по закону ). Среднее время жизни электронов проводимости равно 1,2 с.

4.2Определите примесную электропроводность германия, который содержит индий в концентрации 2·10 м и сурьму в концентрации 5·10 м . Подвижность дырок и электронов соответственно равна 0,18 и 0,38 м /В·с.

5.1Подвижность электронов и дырок в кремнии соответственно равны 0,15 м /В·с и 0,05 м /В·с. Вычислите постоянную Холла для кремния, если удельное сопротивление кремния равно = 620 Ом·м.

5.2Удельное сопротивление чистого полупроводника при комнатной температуре 60 Ом·см. После включения источника света сопротивление стало равным 40 Ом·см. Определите изменение концентрации носителей тока под действием света, если сумма подвижностей электронов и дырок равна 0,56 м /В·с.

5.3Свет с длиной волны 0,6 мкм падает нормально на фотосопротивление и оказывает давление равное 4 мкПа. Определите число фотонов, падающих за 1 с на площадь 1 мм2. Поверхность считать абсолютно черным телом.

6.1Подвижность электронов в полупроводнике -типа ,4 м /В·с. Определите заряд, переносимый в единице объема, если удельное сопротивление полупроводника равна 2·10 Ом·м.

6.2Сколько электронов и дырок образуется в кристалле при поглощении им энергии 2·10 Дж длиной волны 500 нм, если квантовый выход равен 0,9?

6.3Удельное сопротивление некоторого чистого беспримесного полупроводника при комнатной температуре 50 Ом·см. После включения источника света оно стало равным 40 Ом·см, а через 8 с после выключения света удельное сопротивление оказалось равным 45 Ом·см. Найдите среднее время жизни электронов проводимости и дырок. Считать, что число электронов проводимости изменяется по закону: .

Литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Том 3. - М.: Наука. 1979. § 9

2. Яворский Б.М. и Детлаф А.А. Курс физики. Том 3. - М.: Высшая школа. 1972. § 11.1.

3. Зисман Г.А. и Тодес О.М. Курс физики. Том 3. - М.: Наука. 1972. §§ 4.35, 36

[АК1]

[В.М.2]Отработано в июне 2000 г.

[В.М.3]Рисунок6.2

[В.М.4]Рисунок6.3