于太阳光谱的百分之五十，平均吸收系数为500cm，在背面接触处的反射系数为0.8，电池的厚度为10?m。
7-10．考虑一个硅PN结太阳电池，其面积为2cm。若太阳电池掺杂为
1619?3Na?1.7?10cm?3N,d??510cm，且已知?n?10?s，?p?0.5?s，
2?1Dn?9.3cm2/s，Dp?2.5cm2/s及IL?95mA。在室温下：
(1)计算并画出太阳电池的I-V特性曲线； (2)计算开路电压；
(3)确定太阳电池的最大输出功率； （4）计算机解（1）—（3）。
7-11．试列光电二极管和太阳电池的三个主要差别。 参考文献
1. P．Rappaport and J．J．Wysocki, The Photovoltaic Effect in GaAs, CdS and Other Compound Semiconductors, Acta Electron, 5:364(1961)．
2. E．S．Rittner, An Improved Theory of the Silicon p-n Junction Solar Cell,
Int．Electron．Devices Meet., Washington, December 1976, Tech．Dig., pp.69－70． 3. M．Wolf, Limitations and Possibilities for Improvements of Photovoltaic Solar Energy
Converters, Proc．IRE, 48:1246(1960)．
4. J．I．Pankove, “Optical Processes in Semiconductors,” Prentice-Hall, Englewood Cliffs,
N．J., 1971． 5. Hovel, H．J．:“Solar Cells, Semiconductors and Semimetals．” Vol．11．Academic, New
York, 1975．
6. Merrigan, J．A.:“Sunlight to Electricity,” MIT Press Cambridge．Mass.,
1975． H．C．Card and E．S．Yang, MIS-Schottky Theory under Conditions of Optical Carrier Generation in Solar Cells, Appl．Phys．Lett., 29:51(1976)． 7. Carlson, D．E．“Amorphous Silicon Solar Cells.” IEEE Transactions on Electron Devices
ED-24(April 1977), pp．449-53．
8. Fonash, S．J．Solar Cell Device Physics．New York: Academic Press, 1981．
9. Kressel, H．Semiconductor Devices for Optical Communications: Topics in Applied
Physics. Vol．39．New York: Springer-Verlag, 1987． 10. MacMillan, H．F., H．C．Hamaker, G．F．Virshup, and J．G．Werthen．“Multijunction
11. 12. 13.
14.
15. Shur, M．Physics of Semiconductor Devices．Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1990． 16. Singh, J．Semiconductor Devices: Basic Principles．New York: John Wiley and Sons,
2001．
17. Streetman, B．G．，and S．Banerjee．Solid State Electronic Devices．5th ed．Upper Saddle
River, NJ: Prentice-Hall, 2000．
18. Sze, S．M．Physics of Semiconductor Devices．2nd ed．New York: Wiley, 1981． 19. Sze, S．M．Semiconductor Devices: Physics and Technology. New York: Wiley, 1985. 20. Wang, S．Fundamentals of Semiconductor Theory and Device Physics．Englewood Cliffs,
NJ: Prentice Hall, 1989．
21. Wilson, J., and J．F．B．Hawkes．Optoelectronics: An Introduction．Englewood Cliffs,
NJ: Prentice Hall, 1983．
22. Wolfe, C．M., N．Holonyak, Jr., and G．E．Stillman．Physical Properties of
Semiconductors．Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1989．
III-V Solar Cells: Recent and Projected Results．” Twentieth IEEE Photovoltaic Specialists Conference(1988), pp．48－54．
Madan, A．“Amorphous Silicon: From Promise to Practice．” IEEE Spectrum 23(September 1986), pp．38-43．
Pierret，R．F．Semiconductor Device Fundamentals．Reading，MA: Addison-Wesley，1996．
Roulston, D．J．An Introduction to the Physics of Semiconductor Devices．New York: Oxford University Press, 1999．
Roulston, D．J．Bipolar Semiconductor Devices．New York: McGraw-Hill, 1990
第八章习题
8-1．若在GaAsLED中?n可忽略。
8.2参照图8-13导出公式（8-3-11）
?p?30，Na?Nd，证明与电子电流比较，空穴扩散电流
?NtCp3P?E?Ea?r??1?exp??tNaCn2nKT??
???? ???18-3．一GaAs红外发光器具有下列器件参数，?i?80%,??10cm,xj?10?m
4?1 （1） 计算外量子效率；
（2） 若采用折射率为1.8的圆顶装环氧树脂进行LED封装，重复（1）。 8-4．GaAs中吸收系数的温度依赖关系可近似表示为???0exp(TT0式中?0为?外)，
推至T?0K时的值，T0约为100 K。在300 K时，二极管的外量子效率为百分之五，其它参数为 xj?20?m,T?0.2,?(300K)?103cm?1 （1）计算在27 oC时的内量子效率；
（2）假设在这里所考虑的温度范围内量子效率为常数，求-23和77 oC时的外量子
效率。
8-5．计算下列情况下的亮度：
（1）红光GaP LED， 在10A/cm2时?ext?5%； (2) 绿光GaP ，在10A/cm时?ext?0.03%； (3) 绿光 GaAs0.6P0.4，在20A/cm假设
22?ext?0.15%。
AjAS?1。
8-6．估算书中叙述的红光 GaP二极管施主-受主间距的范围。 参考文献
1. 爱德华·S·杨.半导体器件物理基础.卢纪译.北京：人民教育出版社，1981
2. Bergh, A., and P．Dean: Light-emitting Diodes, Proc．IEEE．60:156-223(February
1972)． A．Bergh and P．Dean, Light-emitting Diodes, Proc．IEEE, 60:156(1972)． 3. Kano, K．Semiconductor Devices．Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1998．
4. Kressel, H．Semiconductor Devices for Optical Communications: Topics in Applied
Physics．Vol．39．New York: Springer-Verlag, 1987． 5. MacMillan, H．F．, H．C． Hamaker, G．F．Virshup, and J．G．Werthen．“Multijunction
III-V Solar Cells: Recent and Projected Results．” Twentieth IEEE Photovoltaic Specialists Conference (1988), pp．48-54．
6. 王家骅，李长健，牛文成. 半导体器件物理.北京：科学出版社，1983
7. Pankove, J．I．Optical Processes in Semiconductors．New York: Dover Publications,
1971．
8. Pierret, R．F．semiconductor Device Fundamentals． Reading, MA: Addison-Wesley
Publishing Co., 1996．
9. Roulston, D．J．An Introduction to the Physics of Semiconductor Devices．New York:
Oxford University Press, 1999．
10. Shur, M．Introduction to Electronic Devices．New York: John Wiley and Sons, 1996． 11. Shur, M．Physics of Semiconductor Devices．Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1990． 12. Singh, J．Semiconductor Devices: Basic Principles．New York: John Wiley and Sons,
2001．
13. Streetman, B．G．, and S．Banerjee．Solid State Electronic Devices．5th ed．Upper Saddle
River, NJ: Prentice-Hall, 2000．
14. Sze, S．M．Physics of Semiconductor Devices．2nd ed．New York: Wiley, 1981． 15. Sze, S．M．Semiconductor Devices: Physics and Technology．New York: Wiley, 1985． 16. Wang, S．Fundamentals of Semiconductor Theory and Device Physics．Englewood Cliffs,
NJ: Prentice Hall, 1989． 17. Wilson, J．, and J．F．B．Hawkes．Optoelectronics: An Introduction．Englewood Cliffs,
NJ: Prentice Hall, 1983．
18. Wolfe, C．M, N．Holonyak, Jr., and G．E．Stillman．Physical Properties of
Semiconductors．Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1989．
第十章习题
10-1．证明公式（10-7）和（10-8）。 10-2．证明公式（10-12）。
10-3．一MOS电容器有下列参数：衬底Na?1015cm?3,VFB?2V，x0?100nm,电极
面积10×20μm。计算： （1）氧化层电容；
（2）VG?10V时的表面势； （3）在（2）的条件下的耗尽层深度； （4）耗尽层电荷。
10-4（1）计算在VG?10V,Qsig=0时，习题10-3中MOS电容器的衬底和电极之间的电
容CGS；
2
（2）有一信号电荷束注入到势阱中，测得CGS为（1）中 求得的数值的两倍，求注入的电子总数和电子密度。
10-5一CCD制造在Na?2?1014cm?3的P型衬底上，氧化层厚度为150nm，电极面积
为10?20?m：
（1）假设VFB?0,Qsig?0，计算分别偏置在VG?10V和20V的两邻近电极表面势和耗尽层深度；
（2）在把10个电子引进单元之后重复（1）； （3）试草绘（2）的势阱图。
10-6（1）若电极间距为3?m，计算习题10-5（1）中电极边界上的边缘电场；
（2）假设在电荷转移之前，有10个电子均匀分布在VG?10V的一势阱中，估算一下通过边缘场电流使全部电子转移到VG?20V的邻近势阱所需的时间。 参考文献
1.G.F.Amelio,W.J.Bertram,Jr.andM.F.Tompsett.charge Coupled Imaging Devices,Design considerations.IEEE Trans-Elecron.Devices,ED 18:986(1971). 2.黄昆，韩汝琦.半导体物理基础.科学出版社，1979.
3.J.E.Carnes,W.E.Kosoncky,andE.G. Ramberg.Drift-aiding Fields in Charge-coupled devices，IEEE J. Solid-State Circuits,SC-6:322(1971).
4.W.J.Bertram et al.,A Three-Level Metallization Three=Phase CCD.IEEE Trans.Electron. Devices, ED-21:758(1974).
5.C.K.Kim.Design and Operation of Buried Channel Charge Coupled Devices,CCD Appl.Conf. Proc. Nan.Electron .Lab.,San Digeo,Calif.,Semptember 1973.
6.F.I.J.Sanger, Intergrated MOS and Bipolar Analog Delay Line Using Bucket-Brigate Capacitor storge. IEEE Solid-State circuits Conf.,1970,Dig.,p.74.
7.C.H..Sequin and M.F.Tompsett. Charge Transfer Devices.Academic,New york,1975.
66