Übung 9.2-1

Schnelle Fragen zu

9.2 Vom idealen zum realen Halbleiter

Schnelle Fragen zu 9.2.1: Beweglichkeit und Leitfähigkeit bei dotierten Halbleitern
Was war nochmal die Beweglichkeit m und wodurch wird sie bestimmt?
Was war nochmal "random walk"? Was sind und welche Beziehungen gibt es in diesem Zusammenhang zwischen den Größen: Diffusionskoeffizient D, Schrittweite a, Zahl der Schritte N, Sprungrate oder Schrittfrequenz r, Zeit t der Wanderung und Diffusionslänge L.
Welche Grüßen verknüpft die Einstein-Smoluchowski Beziehung und warum ist es klar, dass eine sehr direkte Beziehung bestehen muss?
Wie muss sich Dotierung auf die Beweglichkeit auswirken?
Was ist die Grundgleichung für die spez. Leitfähigkeit s und wie wirkt sich Dotierung darauf aus? Hinweis: es gibt zwei Effekte, einer überwiegt.
Warum ist die Leitfähigkeit von n-Si und p-Si bei exakt gleicher Dotierstoffkonzentration etwas verschieden?
 
Schnelle Fragen zu 9.2.2: Generation, Rekombination, Lebensdauer und Diffusionslänge
Zur Zeit leben ca. 8 · 109 Menschen auf diesem Planeten. Die mittlere Lebenserwartung ist - keine Ahnung - sagen wir 60 Jahre. Wieviele Menschen sterben pro Tag? Pro Sekunde? Wie muss die Geburtenrate sein, damit sich die Bevölkerungsdichte nicht ändert?
Die mittlere Lebenserwartung eines Minoritätsladungsträgers ist seine Lebensdauer t. Bei einer Konzentration von nMin ist seine Rekombinationsrate R wie groß? Wieviel Minoritätsladungsträger werden pro Sekunde generiert?
Ein Stück p-dotiertes Si (Þ ni » 1010 cm–3 mit NDon = 1017 cm–3 wird von 103 Photonen/s getroffen. Beschreibe zunächst qualitativ was passiert. Um wieviel Prozent ändern sich Majoritäts- und Minoritätskonzentrationen? Wir unterstellen eine (sehr große) Lebensdauer t von 1 ms. Wie groß ist die Generationsrate? Wie stark ändert sie sich durch die Beleuchtung?
Im Gleichgewicht eines Halbleiters werden G = 106 cm–3s–1 Ladungsträger pro Sekunde generiert. Wie kann man daraus die Konzentration berechnen?
Wie lautet der Zusammenhang zwischen Lebensdauer und Diffusionslänge?
Wie groß ist die Energie eines Elektron-Loch Paares vor und nach einer Rekombination? Wie kann der Energieerhaltungssatz bei einer Rekombination befriedigt werden?
Was versteht man unter direkten und indirekten Halbleitern? Gib Beispiele. Was ist die Bedeutung für die Technik?
Was bestimmt die Lebensdauer in indirekten Halbleitern?
     

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