Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задание №2 (6-й семестр)

1. Для GaAs рассчитать среднюю тепловую скорость электронов, среднюю длину и время свободного пробега и тепловую длину волны де Бройля. Температура комнатная. Подвижность электронов равна 9400 см²/В·с.

2. Измерения на холловском мостике при магнитном поле В = 0,01 Тл, температуре 300 К и токе I _5→6 = 10 мА дали следующие показания:

U ₁₂ º j₁–j₂ = 500 мВ,

U ₁₃ º j₁–j₃ = 0,15 мВ.

Найдите концентрацию (в см^-3), подвижность (в см²/В×с) и коэффициент диффузии (в см²/с) основных носителей, а также их знак. Расстояние между контактами 1 и 2 — 1 см, между 1 и 3 — 0,2 см, толщина пластины 0,04 см. Холловский фактор считать равным 1.

3. Рассчитать пороговую длину волны излучения, вызывающего генерацию электрон-дырочных пар в Si, Ge и GaAs. Определить, к какому диапазону на шкале электромагнитных волн относятся данные длины волн. Изобразить переходы на дисперсионных зависимостях.

4. Оценить величину фотоэдс, возникающую на разомкнутых концах p - n кремниевого перехода при равномерном по площади освещении монохроматическим световым потоком I = 10¹² фотонов/(см²·с), падающим перпендикулярно плоскости перехода и вызывающим рождение электрон-дырочных пар. Коэффициент поглощения света a=10² см^-1, толщина освещаемой n -области d _n=3 мкм, толщина p -области d _p=1 мм. Уровень легирования p-области p =10¹⁶ см^-3, n-области – n =10¹⁸ см^-3. Коэффициент диффузии и время жизни электронов в p-области равны D_n =25 см²/с и τ_n =0.1 мс, соответственно.

5. Квантовая яма представляет собой слой арсенида галлия толщиной 25 нм, окружённый сверху и снизу твёрдым раствором Al_0,7Ga_0,3As.

а) Найдите наименьшую энергию электрона в этой квантовой яме, приняв за начало отсчёта энергии край зоны проводимости в объёмном арсениде галлия. Яму считать глубокой. Эффективная масса электронов в арсениде галлия 0,067× m ₀.

б) Нарисуйте зависимость плотности состояний от энергии в диапазоне энергий 0–0,1 эВ. Проставить все необходимые цифры на осях.

в) Нарисуйте (качественно) закон дисперсии электронов в квантовой яме в том же диапазоне энергий.

г) Эту квантовую яму заполнили электронами с концентрацией 10¹¹ см^-2. При каких температурах электронный газ будет невырожденным? При каких — сильно вырожденным?