麻省理工学院 电子工程与计算机科学系 6.012撤电子器件与电略 Problem Set No.3 发布日期：2001年9月19日 截止日期：2001年9月26日 阅途任盏 第六节(9/23/01)-第七章(7.1.7.2) 第七作(9/25/01)-第七章7.3,7,41a) 第八节(9/30/0l)-第八章{R.1) 第九节(10/2/01)-第八章(R.2.1n) 第十：(10/7/01)-第七章（从7.5到最后[有登的回题测验]） 第一次考试将装安持在10月8日，军期三的晚上从7：30到：0，在3刻101房问进行、如 果你在时问上有冲突请尽快通过“11通卸我门，我们矣尽可能的爱雾来解决这个问恩。这次 考试是闭参考试，并将包含9/2801和问邋#料中的内容(p七最体管) 题一，该涉及到·个P型硅，其中NI03,左湘通过光尊的原射*生生通量为101 的统一电子束。如下图所示 知图所示，该样品长1的山州，右面末滨接有一个欧湖接触：该接触被违接到一个电子得 上，从面形成如下的电路。该样品中的空穴迁移400如八-s:电子迁移率是H,1600 /八-5，电了封扩散长度I,-10共，：空温下的木征载流了的浓度n:-10m。 p-Si,Na 1017 cm-3 ◆xm 0 100 州关利思：电子来神击样品的左端瓷象是注入核能。往入的电子效有充足的能量来产坐空穴电子对，同样韵包 没有空究能转离开样品的左端
麻省理工学院 电子工程与计算机科学系 6.012 微电子器件与电路 Problem Set No.3 ________________________________________________________________________ 发布日期：2001 年 9 月 19 日 截止日期：2001 年 9 月 26 日 ________________________________________________________________________ 阅读任务： 第六节（9/23/01）-第七章（7.1，7.2） 第七节（9/25/01）-第七章（7.3，7.4.la） 第八节（9/30/01）-第八章（8.1） 第九节（10/2/01）-第八章（8.2.la） 第十节（10/7/01）-第七章（从 7.5 到最后[有益的回顾测验]） 第一次考试将被安排在 10 月 8 日，星期三的晚上从 7：30 到 9：30，在 34-101 房间进行。如 果你在时间上有冲突请尽快通过 e-mail 通知我们，我们会尽可能的妥善来解决这个问题。这次 考试是闭卷考试，并将包含 9/26/01 和问题#4 中的内容（p-n 晶体管） 题一，该题涉及到一个 P 型硅，其中 NA=1017 cm-3。左端通过光源的照射产生电通量为 1010 cm-2 s-1 的统一电子束。如下图所示 如图所示，该样品长 100 m ，右面末端接有一个欧姆接触；该接触被连接到一个电子源 上，从而形成如下的电路。该样品中的空穴迁移率 =600cm2/V-s；电子迁移率是 =1600 h e cm2/V-s，电子扩散长度 Le=10 ；室温下的本征载流子的浓度 ni=1010cm m -3。 ________________________ 相关问题：电子束冲击样品的左端就象是注入接触。注入的电子没有充足的能量来产生空穴电子对，同样的也 没有空穴能够离开样品的左端
〔》样品左端的电流密度」。(+)是多少？清写出解愿过程并注明你的理由。 (b)请写出用n(O)来推导出n(x)的公式，并求出n(O)的值。 〔c)请在0(x《10μm的范围内，求出电子电流密度1，(x)的表达式. (d)请在0(x<100μm的范围内，求出电子电流密度(x)的表达式。 (c)请在0Cx<《10μm的范图内，求出电场进度：x)的表达式 ()该杆品中，从一端到万一端的压降是多少？注意：这与x从0到100m花国内的办电 势变化是一样的。 题2-只做下·节中卷6.1的，b两部分， 墨了-如下图所示的型硅样品，长为10以州，并在两侧都有金属：绣接触A,B。净鸯杂浓度 为1×10cm3: Ohmic n-type (1 x 10cm) -B x(m] 0 电迁移率地从=1800c2心-s:空穴近移宰4,00c产/N-s。金桶相对于木江半守体的年电势 是0.2W,在室温下本征载输子的浓度是103
（a） 样品左端的电流密度 Je（0+）是多少？请写出解题过程并注明你的理由。 （b） 请写出用n ' (0) 来推导出 n x ' ( )的公式，并求出 n ' (0)的值。 （c） 请在 0<x<100 m 的范围内，求出电子电流密度 Je（x）的表达式。 （d） 请在 0<x<100 m 的范围内，求出电子电流密度 Jh（x）的表达式。 （e） 请在 0<x<100 m 的范围内，求出电场强度 Ex(x)的表达式。 （f） 该样品中，从一端到另一端的压降是多少？注意：这与 x 从 0 到 100 m 范围内的静电 势变化是一样的。 题 2-只做下一节中题 6.1 的 a,b 两部分。 题 3-如下图所示的 n 型硅样品，长为 10 m ，并在两侧都有金属欧姆接触 A，B。净掺杂浓度 为1 10 15 3 cm ； 电子迁移率是 =1600 cm2/V-s；空穴迁移率 =600cm2 e h /V-s。金属相对于本征半导体的静电势 是 0.2V，在室温下本征载流子的浓度是 1010cm-3
)在这个杆品中，热平衡（联光，V=W)空穴、电子浓度是老少？静电势②，是多少？ 〔注家文的符号有一些列圆) )他算h在VA00的情况下，沿样品从左端合属到右端金属的醉电势☑(1)。描述估算的过 程，并标名重要的特点。 ©)现在假设V.0.5配，估算出在这种情况下，沿样品沿样品从左漏金属到右%金属的静电势 巴(x)(此到要很定②的恤没有变，为Q.2Y)。写出仙算的过程，并乐明f要将点，包 括☑0). 当V如0时，在x0μ两处电了和空穴的领移电流密度，，分别是多少 下血考虑一个与源始样品相制的样品，区别在于从=0μ到=+5m处是一个冷掺杂 该度为1×103的P型休，如下图所示.锌意：这是一个右边诗有P型区的二极管. Ohmic. Ohmic n-type A p-type (1x10cm3(1x105cm3 8 xm可 510 50 ©估算出在V.0四的条作下，沿该样品从左特金属到右端金属的静电势②(x)》.写出估算的 过程，并标明重要的特点，包括②(0). ))该二故管拔加上Vm1.的反白偏置电压，结算出在VN沿该样品从左消金减到石 省金属的静电势☑(x)。在距离右瑞x=5μm处，要保持②值与：部分的值一杆。写出码 算的过程，并标明重安的特点，包括②(0》
a) 在这个硅样品中，热平衡（避光，VAB=0V）空穴、电子浓度是多少？静电势n 是多少？ （注原文的符号有一些问题） b) 估算出在 VAB=0V 的情况下，沿样品从左端金属到右端金属的静电势（x）。描述估算的过 程，并标名重要的特点。 c) 现在假设 VAB=0.5V，估算出在这种情况下，沿样品沿样品从左端金属到右端金属的静电势 （x）（此时要假定 的值没有变，为 0.2V）。写出估算的过程，并标明重要的特点，包 括 （0）。 d) 当 VAB=0.5V 时，在 x=0 m 处电子和空穴的漂移电流密度 J e dr， J h dr分别是多少 下面考虑一个与原始样品相似的样品，区别在于从 x=0 m 到 x=+5 m 处是一个净掺杂 浓度为1 10 15 3 cm 的 P 型硅，如下图所示。注意：这是一个右边带有 P 型区的二极管。 e) 估算出在 VAB=0V 的条件下，沿该样品从左端金属到右端金属的静电势（x）。写出估算的 过程，并标明重要的特点，包括（0）。 f) f)该二极管被加上 VAB=0.5V 的反向偏置电压，估算出在 VAB=0V 沿该样品从左端金属到右 端金属的静电势 （x）。在距离右端 x=5 m 处，要保持 值与 e 部分的值一样。写出估 算的过程，并标明重要的特点，包括（0）
置4-只做下一节中的卷7,1 题5-只做下一节中的圈7.5
题 4-只做下一节中的题 7.1 题 5-只做下一节中的题 7.5