半导体物理与器件题目,求费米能级

学习 时间:2026-03-30 17:29:33 阅读:1920
半导体物理与器件题目,求费米能级the electron concentration in silicon at 300K is n0=2*10^5 cm^-3,(a)determine the position of theFermi level with respect to the valence band energy level; (b) determin p0; (c) is this n- or p- type material?

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2026-03-30 17:29:33

(a)n0=ni*exp[(Ef-Ei)/K*T],Ef是费米能级,Ei是本征费米能级,ni为300k时Si的本征载流子浓度,这个可以查书上的图得到,大约是1。5*10^10,这里计算主要计算能级差,结果可以表述为Ef在Ei下方几eV处。(b)根据质量作用定理,ni^2=p0*n0,从而求得p0的大小(c)显然p0>>n0,因此半导体为p-type 再问: (a)里面的with respect to the valence band energy level不是计算Ef和Ev之间的关系吗。。。为什么是Ei? (b)我当时也是用ni^2=p0*n0算的,可是和书上答案不一样啊。书上答案是2。414*10^14(cm^-3) 再答: 如果不根据Ei来算就需要知道导带底的态密度,这个是实验没法测的,而ni是可以通过实验测量的,尤其是人们已经深入了解Si材料的性质,你基本可以在任何一本半导体物理书上查到Si材料ni与温度的关系,所以ni是不用计算的。如果p0的计算结果不差量级是没有问题的,不一定非要和答案一模一样,因为不同的书用的可能是不同的实验值,而且人为观察查曲线的过程本身就存在误差。

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  • 缓慢的小虾米
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    2026-03-30 17:29:33

    (a)n0=ni*exp[(Ef-Ei)/K*T],Ef是费米能级,Ei是本征费米能级,ni为300k时Si的本征载流子浓度,这个可以查书上的图得到,大约是1。5*10^10,这里计算主要计算能级差,结果可以表述为Ef在Ei下方几eV处。(b)根据质量作用定理,ni^2=p0*n0,从而求得p0的大小(c)显然p0>>n0,因此半导体为p-type 再问: (a)里面的with respect to the valence band energy level不是计算Ef和Ev之间的关系吗。。。为什么是Ei? (b)我当时也是用ni^2=p0*n0算的,可是和书上答案不一样啊。书上答案是2。414*10^14(cm^-3) 再答: 如果不根据Ei来算就需要知道导带底的态密度,这个是实验没法测的,而ni是可以通过实验测量的,尤其是人们已经深入了解Si材料的性质,你基本可以在任何一本半导体物理书上查到Si材料ni与温度的关系,所以ni是不用计算的。如果p0的计算结果不差量级是没有问题的,不一定非要和答案一模一样,因为不同的书用的可能是不同的实验值,而且人为观察查曲线的过程本身就存在误差。

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