Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Solution Manual for Modern Semiconductor devices for Integrated Circuit. By Chenming Calvin Hu. With Verified Solutions.

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
123
Cijfer
A+
Geüpload op
18-04-2026
Geschreven in
2025/2026

Solution Manual for Modern Semiconductor devices for Integrated Circuit. By Chenming Calvin Hu. With Verified Solutions.

Instelling
Modern Semiconductor
Vak
Modern Semiconductor

Voorbeeld van de inhoud

Solution Manual
Modern Semiconductor devices for Integrated Circuit.

By Chenming Calvin Hu




Chapter 1


Visualization of the Silicon Crystal
1.1 (a) Please refer to Figure 1-2. The 8 corner atoms are shared by 8 unit cells and
therefore contribute 1 atom. Similarly, the 6 face atoms are each shared by 2 unit
cells and contribute 3 atoms. And, 4 atoms are located inside the unit cell.
Hence, there are total 8 silicon atoms in each unit cell.

(b) The volume of the unit cell is

Vunit cell  5.43 A3  5.43 108 cm  1.60 1022 cm3 ,
3




and one unit cell contains 8 silicon atoms. The atomic density of silicon is

8 silicon atoms
NSi   5.00 1022 (silicon atoms) cm3 .
Vunit cell

Hence, there are 5.001022 silicon atoms in one cubic centimeter.

(c) In order to find the density of silicon, we need to calculate how heavy an
individual silicon atom is

28.1 g/mole
Mass1 Si atom   4.67 1023g/atom.
6.02 10 23 atoms/mole 

Therefore, the density of silicon (Si) in g/cm3 is

ρ Si  N Si  Mass 1 Si atom  2.33 g / cm 3 .

,Fermi Function
1.2 (a) Assume E = Ef in Equation (1.7.1), f(E) becomes ½. Hence, the probability is ½.

(b) Set E = Ec + kT and Ef = Ec in Equation (1.7.1):
1
f(E)   1     0.27 .
Ec kT Ec /kT
1 e 1 e 1


The probability of finding electrons in states at Ec + kT is 0.27.

, * For Problem 1.2 Part (b), we cannot use approximations such as Equations (1.7.2)
or (1.7.3) since E-Ef is neither much larger than kT nor much smaller than -kT.

(c) f(E) is the probability of a state being filled at E, and 1-f(E) is the probability of a
state being empty at E. Using Equation (1.7.1), we can rewrite the problem as

f(E  Ec  kT)  1  f(E  Ec  3kT)
1 1
  1  
1  e Ec  kT  E f 1  e Ec 3kT  E f
 




/kT /kT



where

1 1  eEc 3kT  E f /kT  1 eEc 3kT  E f /kT
1  
1  eEc 3kT  E f /kT 1  eEc13kT  E f /kT 1  eEc 3kT  E f /kT
   .
1  e Ec 3kT  E f /kT



Now, the equation becomes
1 1
     .
Ec  kT  E f /kT  Ec 3kT  E f /kT
1 e 1 e

This is true if and only if

Ec  kT  Ef  Ec  3kT  E f .

Solving the equation above, we find

E f  Ec  2kT .

1.3 (a) Assume E = Ef and T > 0K in Equation (1.7.1). f(E) becomes ½. Hence, the
probability is ½.

(b) f(E) is the probability of a state being filled at E, and 1-f(E) is the probability of a
state being empty at E. Using Equation (1.7.1), we can rewrite the problem as

f(E  Ec )  1  f(E  Ev )
1 1
Ec  E f /kT  1  Ev  E f /kT
1 e 1 e

where

, 1
1 1  eEv  E f /kT  1 eEv  E f /kT 
1
.
 
1  eEc  E f /kT 1 e Ev  E f /kT
1 e Ev  E f /kT 1  e Ev  E f /kT

Now, the equation becomes

1 1
Ec  E f /kT  Ev  E f /kT .
1 e 1 e

This is true if and only if

Ec  E f  Ev  E f .

Solving the equation above, we find

Ec  Ev
Ef  .
2

(c) The plot of the Fermi-Dirac distribution and the Maxwell-Boltzmann distribution
is shown below.
Probability 1

0.9

0.8 Fermi-Dirac
0.7
Distribution
0.6

0.5 Maxwell-Boltzmann
0.4
Distribution
0.3

0.2

0.1

0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
(E-Ef)/kT

The Boltzmann distribution considerably overestimates the Fermi distribution for
small (E-Ef)/kT. If we set (E-Ef)/kT = A in Equations (1.7.1) and (1.7.2), we
have
 1 
e A  1.10 .
1  eA 

Solving for A, we find

1  eA
e   e A 10.11  A  ln10.11 2.31.
A
1.10

Therefore, the Boltzmann approximation is accurate to within 10% for (E-Ef)/kT
 2.31.

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Instelling
Modern Semiconductor
Vak
Modern Semiconductor

Documentinformatie

Geüpload op
18 april 2026
Aantal pagina's
123
Geschreven in
2025/2026
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$19.99
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
BESTLEC Notes
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
453
Lid sinds
3 jaar
Aantal volgers
33
Documenten
772
Laatst verkocht
2 dagen geleden
BESTLEC

Welcome to AllStudyGuides! The place to find the best study materials for various subjects. You can be assured that you will receive only the best which will help you to ace your exams. All the materials posted are A+ Graded. Please rate and write a review after using my materials. Your reviews will motivate me to add more materials. Note - Beware of other fake accounts that are stealing my documents. They copy/paste people's work and just throw documents together to make a quick sale! Be careful . My documents are 100% authentic and created by me! I only sell documents that I can speak for myself :). All are based on my experiences with Nursing school. **Feel free to message me with any questions, happy to help!** Please Note: I recently re-uploaded some docs due to some silly person reporting my TB study guides again. Enjoy! :)

Lees meer Lees minder
3.9

64 beoordelingen

5
36
4
5
3
12
2
4
1
7

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen