2024年4月7日发(作者：由映雪)
半导体物理与器件第四版答案
【篇一：半导体物理第五章习题答案】
>1. 一个n型半导体样品的额外空穴密度为1013cm-3，已知空穴寿
命为100?s，计算空穴的复合率。
解：复合率为单位时间单位体积内因复合而消失的电子-空穴对数，
因此
1013
u1017cm?3?s ?6
10010
0
2. 用强光照射n型样品，假定光被均匀吸收，产生额外载流子，产
生率为gp，
空穴寿命为?，请 ①写出光照开始阶段额外载流子密度随时间变化
所满足的方程； ②求出光照下达到稳定状态时的额外载流子密度。
解：⑴光照下，额外载流子密度?n=?p，其值在光照的开始阶段随
时间的变化决定于产生和复合两种过程，因此，额外载流子密度随
时间变化所满足的方程由产生率gp和复合率u的代数和构成，即
d(?p)?p
gp dt
d(?p)
0，于是由上式得 ⑵稳定时额外载流子密度不再随时间变化，即
dt
ppp0gp
3. 有一块n型硅样品，额外载流子寿命是1?s，无光照时的电阻率
是10??cm。今用光照射该样品，光被半导体均匀吸收，电子-空穴
对的产生率是1022/cm3?s，试计算光照下样品的电阻率，并求电导
中少数载流子的贡献占多大比例？
解：光照被均匀吸收后产生的稳定额外载流子密度
pngp1 cm－3
取?n?1350cm2/(v?s)，?p?500cm/(v?s)，则额外载流子对电导率
的贡献
2
pq(?n??p)?1016?1.6?10?19?(1350?500)?2.96 s/cm
无光照时?0?
1
0
0.1s/cm，因而光照下的电导率
0?2.96?0.1?3.06s/cm
相应的电阻率 ??
1
1
0.33cm 3.06
少数载流子对电导的贡献为：?p?pq?p??pq?p?gp?q?p
代入数
据：?p?(p0??p)q?p??pq?p?1016?1.6?10?19?500?0.8s/cm
∴
p0
0.8
0.2626﹪ 3.06
即光电导中少数载流子的贡献为26﹪
4.一块半导体样品的额外载流子寿命? =10?s，今用光照在其中产
生非平衡载流子，问光照突然停止后的20?s时刻其额外载流子密度
衰减到原来的百分之几？
解：已知光照停止后额外载流子密度的衰减规律为
p(t)p0e
因此光照停止后任意时刻额外载流子密度与光照停止时的初始密度
之比即为
t??p(t)
e p0
t
当t?20?s?2?10?5s时
20??p(20)
e10e20.13513.5﹪ ?p0
5. 光照在掺杂浓度为1016cm-3的n型硅中产生的额外载流子密度
为?n=?p= 1016cm-3。计算无光照和有光照时的电导率。
解：根据新版教材图4-14（a）查得nd=1016cm-3的n型硅中多
子迁移率
n1100cm2/(vs)
2024年4月7日发(作者：由映雪)
半导体物理与器件第四版答案
【篇一：半导体物理第五章习题答案】
>1. 一个n型半导体样品的额外空穴密度为1013cm-3，已知空穴寿
命为100?s，计算空穴的复合率。
解：复合率为单位时间单位体积内因复合而消失的电子-空穴对数，
因此
1013
u1017cm?3?s ?6
10010
0
2. 用强光照射n型样品，假定光被均匀吸收，产生额外载流子，产
生率为gp，
空穴寿命为?，请 ①写出光照开始阶段额外载流子密度随时间变化
所满足的方程； ②求出光照下达到稳定状态时的额外载流子密度。
解：⑴光照下，额外载流子密度?n=?p，其值在光照的开始阶段随
时间的变化决定于产生和复合两种过程，因此，额外载流子密度随
时间变化所满足的方程由产生率gp和复合率u的代数和构成，即
d(?p)?p
gp dt
d(?p)
0，于是由上式得 ⑵稳定时额外载流子密度不再随时间变化，即
dt
ppp0gp
3. 有一块n型硅样品，额外载流子寿命是1?s，无光照时的电阻率
是10??cm。今用光照射该样品，光被半导体均匀吸收，电子-空穴
对的产生率是1022/cm3?s，试计算光照下样品的电阻率，并求电导
中少数载流子的贡献占多大比例？
解：光照被均匀吸收后产生的稳定额外载流子密度
pngp1 cm－3
取?n?1350cm2/(v?s)，?p?500cm/(v?s)，则额外载流子对电导率
的贡献
2
pq(?n??p)?1016?1.6?10?19?(1350?500)?2.96 s/cm
无光照时?0?
1
0
0.1s/cm，因而光照下的电导率
0?2.96?0.1?3.06s/cm
相应的电阻率 ??
1
1
0.33cm 3.06
少数载流子对电导的贡献为：?p?pq?p??pq?p?gp?q?p
代入数
据：?p?(p0??p)q?p??pq?p?1016?1.6?10?19?500?0.8s/cm
∴
p0
0.8
0.2626﹪ 3.06
即光电导中少数载流子的贡献为26﹪
4.一块半导体样品的额外载流子寿命? =10?s，今用光照在其中产
生非平衡载流子，问光照突然停止后的20?s时刻其额外载流子密度
衰减到原来的百分之几？
解：已知光照停止后额外载流子密度的衰减规律为
p(t)p0e
因此光照停止后任意时刻额外载流子密度与光照停止时的初始密度
之比即为
t??p(t)
e p0
t
当t?20?s?2?10?5s时
20??p(20)
e10e20.13513.5﹪ ?p0
5. 光照在掺杂浓度为1016cm-3的n型硅中产生的额外载流子密度
为?n=?p= 1016cm-3。计算无光照和有光照时的电导率。
解：根据新版教材图4-14（a）查得nd=1016cm-3的n型硅中多
子迁移率
n1100cm2/(vs)