[Ημιαγωγά Υλικά] Λύσεις Ασκήσεων Φυλλαδίου Ημιαγωγών 2009

[Thmmy.gr portal]

  Thmmy.gr portal
   Forum
   Downloads
   Ενεργ. Λογαριασμού
   Επικοινωνία
  
  Χρήσιμα links
   Σελίδα τμήματος
   Βιβλιοθήκη Τμήματος
   Elearning
   Φοιτητικά fora
   Πρόγραμμα Λέσχης
   Πρακτική Άσκηση
   Ηλεκτρονική Εξυπηρέτηση Φοιτητών
   Διανομή Συγγραμμάτων
   Ψηφιακό Καταθετήριο Διπλωματικών
   Πληροφορίες Καθηγητών
   Instagram @thmmy.gr
   mTHMMY
  
  Φοιτητικές Ομάδες
   ACM
   Aristurtle
   ART
   ASAT
   BEAM
   BEST Thessaloniki
   EESTEC LC Thessaloniki
   EΜΒ Auth
   IAESTE Thessaloniki
   IEEE φοιτητικό παράρτημα ΑΠΘ
   SpaceDot
   VROOM
   Panther
  

THMMY.gr Web

Helios_MultiScribbles2SMF Default ThemeSMFone_Blue

[Ανεβάζετε τα θέματα των εξετάσεων στον τομέα Downloads]

Είσαι πρωτοετής;... Καλώς ήρθες! Μπορείς να βρεις πληροφορίες εδώ. Βοήθεια για τους καινούργιους μέσω χάρτη.

Κατεβάστε εδώ το Android Application για εύκολη πρόσβαση στο forum.

Ανεβάζετε τα θέματα των εξετάσεων στον τομέα Downloads με προσοχή στα ονόματα των αρχείων!

[Admins]

Για αλλαγή του public name σας, επικοινωνήστε με έναν από τους Admins.

[Kaelthas]

Έβαλα στα downloads το φυλλάδιο ασκήσεων που μοιράστηκε τον Ιούνιο 2009 με τις λύσεις τους

Πολύ πιθανόν να υπάρχουν λάθη στα νούμερα, ωστόσο οι μεθοδολογίες και οι τύποι δεν πρέπει να έχουν πρόβλημα.

Οι ασκήσεις συμβαδίζουν με τις σημειώσεις του καθηγητή του μαθήματος.

Θα το βρείτε εδώ:
http://www.thmmy.gr/smf/index.php?action=tpmod;dl=item1357

[stefos]

τις 13, 14 κανείς?

[mitsos_dlx]

Αρχικά μπράβο σε αυτον που ανέβασε το φυλλάδιο γιατί φάνηκε πολύ χρήσιμο.

Η 14 άσκηση είναι εύκολη. Έχεις n=N_D=8,7*10¹⁷. Από τη σχέση n_ι²=n*p βρίσκεις το p και τέλειωσε.

Για τη 13 δεν ξέρω. Λογικά θα έπρεπε να δίνει κάποια στοιχεία για τη δομή των ατόμων πρόσμιξης. Μετά θα ήταν πρόβλημα γεωμετρίας.

Και τώρα κάποια λάθη που βρήκα στις λύσεις:

Ασκηση 3: Στον υπολογισμό N/V υπάρχει σίγουρα λάθος. Εκείνο το 10^-9 νομίζω πως πρέπει να είναι 10⁶. Το ΑΒ δίνεται σε gr συνήθως.

Άσκηση 16: Δεν παίρνουμε τον τύπο 3.39 που λέει αλλά τον 3.36. Αυτόν χρησιμοποιεί η λύση μετά.

Άσκηση 17: Βρίσκει τη στάθμη Fermi 0,97 eV. Αυτό είναι λάθος. Το πρόβλημα ξεκινάει από εκέι που λέει E_i=E_g/2. Το Ei ειναι στη πραγματηκότητα (E_C+E_V)/2. Έτσι θεωρεί ότι Ε_V=0, πράγμα που είναι αδύνατο. Με το τρόπο αυτό μπορέις να βρεις πόσο θα μεταβληθεί η στάθμη fermi. Στη περίπτωση αυτή έιναι 0,97-0,56(η μεταβολή). Το Ε_F το αρχικό, δηλαδή του ενδογενους ημιαγωγού, μπορείς να το βρεις από τη σχέση 1.31. Μετα αν προσθέσεις τη μεταβολή βρίσκεις το Ε_F με πρόσμιξη.

Το ίδιο και στην ασκηση 18. Στη 18 νομίζω πως εννοέι πρόσμιξη και των 2 τύπων οπότε σε αυτή τη περίπτωση είναι n=N_D-N_A και κανεις τη διαδικασία 1 φορά. Το As είναι πρόσμιξη δότη ενώ το In αποδέκτη (λόγω ηλεκτρονίων εξωτερικής στοιβάδας).

Άσκηση 21: Έχουμε ανάστροφη πολωση. Άρα το ρεύμα μαλλον ισουται με -Ι_S και όχι με τον άλλο τύπο που το λύνει. Επειδή έχουμε και το φωτορεύμα νομίζω το συνολικό ρεύμα είναι -Ι_S-Ι_L.

[Vicariously,I]

Αρχικά μπράβο σε αυτον που ανέβασε το φυλλάδιο γιατί φάνηκε πολύ χρήσιμο.

Για τη 13 δεν ξέρω. Λογικά θα έπρεπε να δίνει κάποια στοιχεία για τη δομή των ατόμων πρόσμιξης. Μετά θα ήταν πρόβλημα γεωμετρίας.

Για την 13 εχω καταληξει οτι παιρνει τον τυπο 1/(3ηριζα(Ν_d)-1)
Και το -1 το βαζω γιατι αν εχεις 10 ατομα στη σειρα σε 1 μετρο η μεση αποσταση ειναι 1/9..
Το 3η ριζα παει για να το κανεις σε μια διασταση..

Άσκηση 16: Δεν παίρνουμε τον τύπο 3.39 που λέει αλλά τον 3.36. Αυτόν χρησιμοποιεί η λύση μετά.

Οχι μετα στην λυση τον 3.39 παιρνει απλα δεν κανει σωστα την αντικατασταση..
Γενικα βλεπεις οτι βαζει το Ν_d απο πανω μεσα στο ln και απο κατω βαζει το n_i
αν επαιρνε αυτον που λες θα ηταν απο κατω το N_d και θα ειχε αντικαταστησει το N_c απ'τον πινακα.
γενικα δεν ξερω ποιον απ'τους δυο τυπους να παρω και πιστευω οτι θα επρεπε να δινουν το ιδιο αποτελεσμα αν και δε δινουν.Παντως τον 3.36 λεει γενικα τον χρησιμοποιεις για αλλαγες του Τ γιατι ειναι συναρτηση του Τ το Ε_f(T)

Άσκηση 17: Βρίσκει τη στάθμη Fermi 0,97 eV. Αυτό είναι λάθος. Το πρόβλημα ξεκινάει από εκέι που λέει E_i=E_g/2. Το Ei ειναι στη πραγματηκότητα (E_C+E_V)/2. Έτσι θεωρεί ότι Ε_V=0, πράγμα που είναι αδύνατο. Με το τρόπο αυτό μπορέις να βρεις πόσο θα μεταβληθεί η στάθμη fermi. Στη περίπτωση αυτή έιναι 0,97-0,56(η μεταβολή). Το Ε_F το αρχικό, δηλαδή του ενδογενους ημιαγωγού, μπορείς να το βρεις από τη σχέση 1.31. Μετα αν προσθέσεις τη μεταβολή βρίσκεις το Ε_F με πρόσμιξη.

Το ίδιο και στην ασκηση 18. Στη 18 νομίζω πως εννοέι πρόσμιξη και των 2 τύπων οπότε σε αυτή τη περίπτωση είναι n=N_D-N_A και κανεις τη διαδικασία 1 φορά. Το As είναι πρόσμιξη δότη ενώ το In αποδέκτη (λόγω ηλεκτρονίων εξωτερικής στοιβάδας).

εδω μαλλον ζηταει την μεταβολη γιατι αν εμπλεκες και τον τυπο 1.31 δε μπορεις να το βρεις,εχεις πολλους αγνωστους..οποτε μαλλον θεωρεις Ε_v=0

Άσκηση 21: Έχουμε ανάστροφη πολωση. Άρα το ρεύμα μαλλον ισουται με -Ι_S και όχι με τον άλλο τύπο που το λύνει. Επειδή έχουμε και το φωτορεύμα νομίζω το συνολικό ρεύμα είναι -Ι_S-Ι_L.

αφου δινει τυπο για το Ι_L αυτον χρησιμοποιεις
ας πουμε οτι περιγραφει καλυτερα το συγκεκριμενο συστημα με τα υλικα που εχεις

[Left_Behind]

Αρχικά μπράβο σε αυτον που ανέβασε το φυλλάδιο γιατί φάνηκε πολύ χρήσιμο.

Για τη 13 δεν ξέρω. Λογικά θα έπρεπε να δίνει κάποια στοιχεία για τη δομή των ατόμων πρόσμιξης. Μετά θα ήταν πρόβλημα γεωμετρίας.

Για την 13 εχω καταληξει οτι παιρνει τον τυπο 1/(3ηριζα(Ν_d)-1)
Και το -1 το βαζω γιατι αν εχεις 10 ατομα στη σειρα σε 1 μετρο η μεση αποσταση ειναι 1/9..
Το 3η ριζα παει για να το κανεις σε μια διασταση..

Άσκηση 16: Δεν παίρνουμε τον τύπο 3.39 που λέει αλλά τον 3.36. Αυτόν χρησιμοποιεί η λύση μετά.

Οχι μετα στην λυση τον 3.39 παιρνει απλα δεν κανει σωστα την αντικατασταση..
Γενικα βλεπεις οτι βαζει το Ν_d απο πανω μεσα στο ln και απο κατω βαζει το n_i
αν επαιρνε αυτον που λες θα ηταν απο κατω το N_d και θα ειχε αντικαταστησει το N_c απ'τον πινακα.
γενικα δεν ξερω ποιον απ'τους δυο τυπους να παρω και πιστευω οτι θα επρεπε να δινουν το ιδιο αποτελεσμα αν και δε δινουν.Παντως τον 3.36 λεει γενικα τον χρησιμοποιεις για αλλαγες του Τ γιατι ειναι συναρτηση του Τ το Ε_f(T)

Άσκηση 17: Βρίσκει τη στάθμη Fermi 0,97 eV. Αυτό είναι λάθος. Το πρόβλημα ξεκινάει από εκέι που λέει E_i=E_g/2. Το Ei ειναι στη πραγματηκότητα (E_C+E_V)/2. Έτσι θεωρεί ότι Ε_V=0, πράγμα που είναι αδύνατο. Με το τρόπο αυτό μπορέις να βρεις πόσο θα μεταβληθεί η στάθμη fermi. Στη περίπτωση αυτή έιναι 0,97-0,56(η μεταβολή). Το Ε_F το αρχικό, δηλαδή του ενδογενους ημιαγωγού, μπορείς να το βρεις από τη σχέση 1.31. Μετα αν προσθέσεις τη μεταβολή βρίσκεις το Ε_F με πρόσμιξη.

Το ίδιο και στην ασκηση 18. Στη 18 νομίζω πως εννοέι πρόσμιξη και των 2 τύπων οπότε σε αυτή τη περίπτωση είναι n=N_D-N_A και κανεις τη διαδικασία 1 φορά. Το As είναι πρόσμιξη δότη ενώ το In αποδέκτη (λόγω ηλεκτρονίων εξωτερικής στοιβάδας).

εδω μαλλον ζηταει την μεταβολη γιατι αν εμπλεκες και τον τυπο 1.31 δε μπορεις να το βρεις,εχεις πολλους αγνωστους..οποτε μαλλον θεωρεις Ε_v=0

Άσκηση 21: Έχουμε ανάστροφη πολωση. Άρα το ρεύμα μαλλον ισουται με -Ι_S και όχι με τον άλλο τύπο που το λύνει. Επειδή έχουμε και το φωτορεύμα νομίζω το συνολικό ρεύμα είναι -Ι_S-Ι_L.

αφου δινει τυπο για το Ι_L αυτον χρησιμοποιεις
ας πουμε οτι περιγραφει καλυτερα το συγκεκριμενο συστημα με τα υλικα που εχεις

Τι εννοείς??εμένα η αντικατάσταση μου φαινεται φυσιολογική...

[Vicariously,I]

αυτος θεωρει Ε_i=E_F ομως λεει η ασκηση οτι Ε_F=E_c..
το Εi ομως ειναι Εg/2..
Γενικα δεν ειναι σωστο ετσι οπως το παιρνει και δεν ξερω σιγουρα τι ειναι σωστο

[mitsos_dlx]

Για τη 13 το σκέφτηκα αυτό αλλά πάλι βρίσκεις σε μια διεύθυνση την απόσταση. Στη διαγώνιο πχ θα διαφέρει.

Στην 21 έλεγα για το ερώτημα γ που ζητάει συνολικό ρεύμα. Στο β σαφώς χρησιμοποιείς τον τύπο.

Τώρα για την 17 αν ζητούσε μεταβολή έπρεπε να το πει. Αλλιώς την ενδογενή Ε_F μπορείς να την υπολογίσεις παίρνοντας στοιχεία από τον πίνακα και κάνοντας ότι και στην άσκηση 3.

Στην 16 εκει που κάνει αντικατάσταση το 10^-7, αυτό δεν αντιστοιχέι σε καμία τιμή από τον πίνακα πίσω, ο΄θτε στο n_i. Όντως είναι λαθος.

Όσο για τις σχέσεις 3.36 και 3.39 όντως δεν βγάζουν τα ίδια. Κάπως έτσι άρχισα να το ψάχνω και εγώ. Αυτό συμβαίνει αν κάνεις αντικατάσταση στη 3.39 το Εi με Eg/2. Τότε θεωρείς ότι Εv=0 και Εc=Eg και Ε_F=Ei. Έτσι μπορείς να βρεις μόνο μεταβολή γιατί έχεις θέσει το 0 σου σε λάθος μέρος.
Ο τύπος 3.36 αντίθετα δινει την κανονική τιμή Ε_F την οποία μπορεις να πάρεις και από τον 3.39 για Εi=(Ec+Ev)/2. Βέβαια το προβλημα θα έιναι ότι δεν θα ξέρεις τα Εc και Εv. Για αυτό είπα να υπολογίσω το ενδογενές Ε_F από το τύπο του (αν βέβαια έχω η μπορώ να βρω κάτι πυκνοτητες και λοιπά που χρειάζονται) και μετά τη μεταβολή του.

Anyway, αρχίζει η εθνική οπότε τη κάνω...

[mitsos_dlx]

αυτος θεωρει Ε_i=E_F ομως λεει η ασκηση οτι Ε_F=E_c..
το Εi ομως ειναι Εg/2..
Γενικα δεν ειναι σωστο ετσι οπως το παιρνει και δεν ξερω σιγουρα τι ειναι σωστο

Το μπέρδεμα είναι ότι λέει Εi~Eg/2 πριν από τις σχέσεις ενώ στην πραγματηκότητα το Ei "βρίσκεται στη μέση του χάσματος Εg ". Δες στη σελίδα 32 πως ορίζει το Εi.

[Vicariously,I]

ναι σωστα τα λες

για τη 13 ναι αλλα δε ξερω τι αλλο να παρω αφου δε νομιζω να θελει ψαξιμο τη δομη..

στην 21 νομιζα το β ναι..
εχεις δικιο για την πολωση απλα τοτε δε θα χρησιμοποιησεις καθολου την τιμη της πολωσης Vr που σου δινεται..Βλακεια δεν ειναι?
σε καθε περιπτωση θα ζητησω διευκρινιση αν το βαλει..

στην 17 εχεις υπερτατο δικιο..αυτο θα γραψω ευχαριστω!! ναι ο πινακας εχει και πυκνοτητες και ατομικο βαρος

στην 16 οχι ρε 10⁷ παιρνει που ειναι το n_i για το GaAs
οποτε δεν παιρνει τον 3.36..
καλα δε ξερω τι ειναι σωστο γενικα==> διευκρινιση..

[Vicariously,I]

γενικα στην αναστροφη πολωση βγαζει J=-Js γιατι για V<0 εκθετικος ορος περιπου μηδενιζεται..
αλλα αφου εχεις το V γιατι να μην το βαλεις?δε θα σου βγει με μεγαλη αποκλιση το αποτελεσμα αλλα θα ειναι πιο σωστο..
εκτος αν και καλα δεν ξερεις οτι ειναι στους 300Κ(που δεν δινεται αλλωστε αλλα σε μερικες ασκησεις το παιρνει ετσι) οποτε δεν μπορεις να παρεις τον τυπο γιατι δεν ξερεις το κΤ, οποτε παιρνεις J=-Js που λες

ουτως η αλλως στην 21 βγαζει ακριβως το ιδιο

[Vicariously,I]

αυτος θεωρει Ε_i=E_F ομως λεει η ασκηση οτι Ε_F=E_c..
το Εi ομως ειναι Εg/2..
Γενικα δεν ειναι σωστο ετσι οπως το παιρνει και δεν ξερω σιγουρα τι ειναι σωστο

Το μπέρδεμα είναι ότι λέει Εi~Eg/2 πριν από τις σχέσεις ενώ στην πραγματηκότητα το Ei "βρίσκεται στη μέση του χάσματος Εg ". Δες στη σελίδα 32 πως ορίζει το Εi.

αυτο που λες συην σελ.32 στο λεει για αμιγεις..
μετα για ημιαγωγους προσμιξεων σελ.36 λεει Ει=Εg/2 και σου πεταει και τους τυπους φατσα φορα..
αρα πιστευω οτι ειναι λογικα να χρησιμοποιεις αυτους και ας μην ειναι τελειως σωστο γιατι αυτο θελει μαλλον..=========> διευκρινηση!

γενικα θα τον πιασω και θα τον φερω πανω απτο γραπτο μου και θα του τα πω ολα και ας μου πει αυτος τι να παρω..αι στα διαλα!

[Vicariously,I]

αντε ελατε να λυσουμε,παει χασαμε

[frou_ira]

Ξέρει κανείς γιατί στην ασκ 21 του φυλλαδίου, στο ερώτημα γ πολλαπλασιάζει με Α με τη δικαιολογία "για να μην έχω πυκνότητες";
Αφού ο τύπος 4.15 είναι ξεκάθαρος,δεν έχει πουθενά Α.

[nikos6]

Δεν έχει πουθενά Α γιατί σου δίνει την πυκνότητα του ρεύματος. Αυτός πολλαπλασιάζει με Α γιατι το ερώτημα ζητάει το ρεύμα.
Πάντως στο συγκεκριμένο ερώτημα συμφωνώ με τους παραπάνω οτι είναι Ι=-Ι_s-Ι_L .

[frou_ira]

Θενκς.Δεν έχω εμβαθύνει τόσο για να μπορώ να βοηθήσω για τα παραπάνω.