電子デバイス工学宿題 2016.5.11

電子デバイス工学宿題 2016.5.11
Ａ４レポート用紙（表紙不要）で提出すること（5 月 25 日中間試験後に提出）
課題１用語説明問題
（１） Si 結晶の化学結合様式について説明せよ。
（２）室温（T=300 K）の熱エネルギーを eV の単位で求めよ。
（３）金属（銅）、真性半導体（Si）、絶縁体（ダイヤモンド）のエネルギーバンドを描け。
（フェルミ準位も示すこと）
（４） n 型半導体 Si、p 型半導体 Si のエネルギーバンドを図示せよ。（フェルミ準位も
示すこと）
（５） Si 結晶に P をドーピングすると n 型半導体に、B をドーピングすると p 型半導体
（６）
（７）
（８）
になる。次の用語を使ってその理由を説明せよ。（価電子、イオン、ドナー、ア
クセプター）また、P や B などの不純物原子のイオンは結晶中を動くことができ
るか？その理由も答えよ。
フェルミ準位の意味を説明せよ。
ドリフト電流と拡散電流について説明せよ。
pn 積一定とはどういうことか説明せよ。
課題２キャリア濃度に関する計算問題
（１）ある n 型 Si の電子密度 n は 1023 m-3 であるという。正孔密度 p はいくらか？
ただし、ni = 1.5×1016 m-3 であるとする。
（２）
（３）
ND=1023 m-3 の n 型 Si のフェルミ準位は T=300 K でどこに位置するか？また、
NA=1023 m-3 の p 型 Si のフェルミ準位は T=300 K でどこに位置するか？ Ev を
基準とする。
真性半導体 Si の、300 K と 1200 K における電子密度 n を計算せよ。ただし、
Si のバンドギャップは 1.1 eV、伝導帯の実効状態密度 Nc = 2.8×1025 m-3 とす
る。
課題３導電率に関する計算問題
長さが 4 mm、断面積が 0.2×0.2 mm2、不純物濃度が 1022 m-3 の n 型 GaAs 半導体棒
の両端に 1.5 V が加えられている。ドリフト移動度を計測したところ、0.5 m2/Vs であっ
た。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
この半導体の電子キャリヤ密度はいくらか？
この半導体の導電率はいくらか？
この半導体の抵抗率はいくらか？
この半導体の抵抗はいくらか？
この半導体を流れる電流はいくらか？
流れている電子のドリフト速度はいくらか？

Download Report