Контрольная работа 26 мая на 3-ей паре!

Примерные контрольные 
по теме "Полупроводниковые материалы"

Вариант 1

1.     Неравновесные носители заряда. Механизмы рекомбинации в полупроводниках.

2.     Карбид кремния.

3.     Сколько электронов находится на уровне Ферми в собственном полупроводнике?

4.     Какие полупроводниковые материалы используются в качестве люминофоров?

5.     Через пластину кремния с удельным сопротивлением 0,01 Ом м проходит электрический ток плотностью 10 мА/мм². Найти средние скорости электронов и дырок, если их подвижности 0,14 и 0,05 м²/(В с), соответственно.

Вариант 2

1.     Поглощение света в полупроводниках.

2.     Полупроводниковые соединения типа А⁴В⁶

3.     При комнатной температуре средняя энергия тепловых колебаний атомов существенно меньше ширины запрещенной зоны полупроводников. Каким образом электроны из валентной зоны могут переходить в зону проводимости в собственном полупроводнике?

4.     Какие полупроводниковые материалы используются для изготовления инжекционных лазеров и светодиодов?

5.     Определить вероятность заполнения электронами энергетического уровня, расположенного на 10 kT выше уровня Ферми. Как изменится вероятность заполнения этого уровня электронами, если температуру увеличить в 2 раза?

Вариант 3

1.     Температурная зависимость концентрации носителей заряда в полупроводниках.

2.     Полупроводниковые соединения типа А²В⁶

3.     Основные признаки полупроводниковых материалов.

4.     Какие примесные элементы дают в Si и Ge мелкие акцепторные и донорные уровни?

5.     Вычислить диффузионную длину дырок в германии n-типа, если время жизни неосновных носителей заряда t_p = 10^-4 с, а коэффициент диффузии D_p = 4,8*10³ м²/c.

Вариант 4

1.     Германий.

2.     Эффект Холла.

3.     Объясните, какая из дырок обладает большей энергией: в центре валентной зоны или у ее потолка.

4.     В чем заключается отличие рекомбинационных ловушек от ловушек захвата?

5.     Эпитаксиальный слой n - GaAs имеет при комнатной температуре удельное сопротивление 5*10^-3 Ом м. Определить концентрацию доноров в слое, если подвижность электронов 0,8 м²/(В с).

Вариант 5

1.     Кремний.

2.     Температурная зависимость подвижности носителей заряда.

3.     Чем различаются свойства политипов карбида кремния?

4.     Какие параметры полупроводника можно определить с помощью эффекта Холла?

5.     Определить ток через образец кремния прямоугольной формы размерами l´b´h = 5´2´1 мм³, если вдоль образца приложено напряжение 10 В. Известно, что концентрация электронов в полупроводнике n = 10²¹ м^-3, а их подвижность m_n = 0,14 м²/(В с).

 Вариант 6

1.     Фотопроводимость полупроводников.

2.     Карбид кремния.

3.     Что такое собственный полупроводник? Может ли примесный полупроводник обладать собственной электропроводностью?

4.     Какой тип химической связи характерен для полупроводниковых соединений типа А³В⁵?

5.     Определить подвижность и концентрацию электронов в кремнии n-типа, удельное сопротивление которого r = 1,8*10^-2 Ом м, а коэффициент Холла R_H = 2,1*10^-3 м³/Кл.

Вариант 7

1.     Люминесценция в полупроводниках.

2.     Полупроводниковые соединения типа А²В⁶.

3.     Назовите химические элементы, обладающие свойствами полупроводников. Какие из них имеют наибольшее применение?

4.     Объясните, почему при одинаковом содержании примесей поликристаллический кремний обладает более высоким удельным сопротивлением, чем монокристаллический материал.

5.     Определить удельное сопротивление полупроводника n-типа, если концентрация электронов проводимости в нем равна 10²² м^-3, а их подвижность 0,5 м²/(В с).

Вариант 8

1.     Полупроводниковые соединения типа А³В⁵.

2.     Температурная зависимость концентрации носителей заряда в полупроводниках

3.     Назовите химические элементы, обладающие свойствами полупроводников. Какие из них имеют наибольшее применение?

4.     Существует ли принципиальное различие между электронами проводимости в полупроводниках (и металлах) и свободными электронами?

5.     При напряженности электрического поля 100 В/м плотность тока через полупроводник 6*10⁴ А/м². Определить концентрацию электронов проводимости в полупроводнике, если их подвижность 0,375 м²/(В*с). Дырочной составляющей пренебречь.

Вариант 9

1.     Температурная зависимость проводимости в полупроводниках.

2.     Кремний.

3.     Назовите основные механизмы поглощения света в полупроводниках. Какие из них являются фотоактивными?

4.     Почему у соединений типа А²В⁶ возникают сложности с инверсией типа проводимости?

5.     Оценить среднее время и длину свободного пробега носителей заряда при температуре 300 К, если их подвижность m = 0,1 м²/(В с), а эффективная масса m^* = 0,26m₀.

Вариант 10

1.     Собственный и примесный полупроводник.

2.     Полупроводниковые соединения типа А⁴В⁶.

3.     Какова должна быть ширина запрещенной зоны полупроводникового материала, чтобы длина волны рекомбинационного излучения приходилась на видимую область спектра?

4.     Каким типом электропроводности обладают полупроводники типа А³В⁵, легированные атомами элементов IV группы Периодической таблицы элементов?

5.     Концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна 10¹⁸ м^-3. Определить концентрацию дырок в этом полупроводнике, если известно, что собственная концентрация носителей заряда при этой же температуре равна 10¹⁶ м^-3.