第 二 題

看到本題，首先辨識出這是一道基礎的載子濃度與費米能階計算題。切入點有三：1. 判斷摻雜類型：砷(As)是第五族元素，摻入矽中屬於施體(Donor)，因此是N型半導體。2. 計算載子濃度：在室溫(300K)下，施體完全游離，多數載子(電子)濃度 n ≈ Nd。再利用質量作用定律 (Mass action law) np = ni^2 算出少數載子(電洞)濃度 p。3. 定位費米能階(Ef)並作圖：利用公式 Ef - Ei = kTln(n/ni) 或 Ec - Ef = kT*ln(Nc/Nd) 算出費米能階的位置。作圖時要畫出導帶(Ec)、價帶(Ev)、本質費米能階(Ei)，並明確標示 Ef 靠近 Ec。計算時要注意題目已提供 ni 的精確值，必須使用該數值。建議時間：約10分鐘完成計算與作圖。