DC bai tap vat ly ban dan

Bài 2: Xét mẫu bán dẫn loại p dài 5mm, rộng 2mm, dày 1mm Tính nồng độ tạp chất mẫu điện trở mẫu 100 Ω Biết độ linh động điện tử lỗ trống 0,12 0,025 m / V S Nồng độ hạt dẫn riêng 2,5.1016 m −3 Hãy xác định tỉ số độ dẫn điện tử độ dẫn lỗ trống ? Bài giải Điện trở bán dẫn l a R.b.c 100.2.10 −3.1.10−3 R=ρ =ρ ⇒ρ= = = 0,04(Ωm) −1 −3 S b.c a 5.10 1 ⇒σ = = = 25(Ωm) −1 ρ 0,04 Mặt khác: σ = neµe + peµ h = 25 ⇒ nµ e + p µ h = 25 = 15,625.1019 ⇒ 0,12n + 0,025 p = 15,625.1019 −19 1,6.10 Ta lại có: n p = ni2 = (2,5.1016 ) = 6,25.1032  n1 = 1011 m −3 (Thỏa mãn)  −3 −3 0,12n + 0,025 p = 15,625.1019   p1 = 6,25.10 m ⇒ ⇒ 32 21 −3 (Loại) n p = 6,25.10   n2 = 1,3.10 m   p1 = 4,82.1011 m −3 σ e neµe nµe 1011.0,12 = = = = 7,68.10−11 Vậy: 21 σ h peµ h pµ h 6,625.10 0,025 21 −3 Coi tập chất bị ion hóa hoàn toàn: N a = p = 6,625.10 (m ) Bài 3: Một mẫu bán dẫn loại n hình chữ nhật có cạnh a = 0,5 cm;b = 0,05 cm; c =1 cm Mật độ dòng điện chạy theo trục x ( song song với cạnh a) 0,05 A/cm2 Cường độ từ trường theo trục z ( song song với cạnh b) B = 0,4 T Hãy xác định số Hall mẫu, nồng độ hạt dẫn 1015cm-3 Chỉ hình vẽ chiều điện trường Hall ? Bài giải Hằng số Hall xác định công thức: p.µ H2 − n.µe2 RH = e( p.µ H + n.µ e ) Theo đề bán dẫn loại n nên p0 => Bán dẫn pha tạp Acceptor mà độ dẫn nằm vùng độ dẫn tạp chất loại => n = p.µ H2 − n.µe2 p.µ H2 = = - Ta có: RH = 2 e( p.µ H + n.µe ) e p µ H pe * Tìm RH: UH (Với d = b) Từ (1) ta có: RH = By J z d I I 10−3 2.10−3 = −2 = 50( A / m ) ⇒ RH = = 40(m3 / c) * Tính Jz: J z = = −3 −4 −3 S a.b 10 2.10 5.10 50.0,2.10 1 = = 1,5625.1017 (m −3 ) ⇒ Nồng độ hạt dẫn: p = −19 RH e 40.1,6.10 Bài 6: Trong bán dẫn InSb 300K chứa tạp chất acceptor, tạp chất bị ion hóa hoàn toàn Biết ni = µe = 80 Từ trường xem yếu Hỏi nồng độ acceptor điện trường 1,6.1016 cm-3; µh Hall Bài giải Theo đề bài, 300K, tạp chất bị ion hóa hoàn toàn ⇒ N a ≈ p với Na nồng độ tạp chất acceptor Ta có: ε H = RH B.J = ⇒ RH = Mà: p.µ H2 − n.µe2 RH = =0 e( p.µ H + n.µe ) ⇒ p.µ H2 − n.µe2 = p µe2 ⇒ = = 802 = 6400 n µH Mặt khác: n p = ni2  ⇒ p = 6400ni2 ⇒ p = 80ni = 1,6.1022.80 = 1,28.1024 ( m −3 ) p  n = 6400 ⇒ N a = p = 1,28.1024 (m −3 ) Bài 7: Tính bề dày điện dung lớp chuyenr tiếp p - n biết: Điện áp ngược đặt vào 30 V; Hằng số điện môi ε = 3.1021 m −3 ; Tiết diện lớp chuyển tiếp S = 10-2 cm2; Độ cao hàng rào trường 0,5 eV Bài giải *Bề dày lớp tiếp xúc p - n: 2εε o 1 (U K ± U n )( + ) e Na Nd Lấy dấu "+" điện áp mắc ngược Lấy dấu "-" điện áp mắc thuận Theo đề điện áp mắc ngược nên ta có: 2εε o 1 2.16 1 d= (U K ± U n )( + )= (30 + 0,5)( + ) −19 21 e Na Nd 4π 9.10 1,6.10 5.10 3.1021 d= ≈ 5,36.10−6 (m) * Điện dung lớp tiếp xúc: εS 16.10 −6 c= = ≈ 2,64.10−11 (c ) −6 4kπ d 9.10 4π 5,36.10