半導体物性

シリコン中の電子に強い電界を加えたとき、ドリフト速度はどうなるか。

  1. A電界に比例してどこまでも大きくなる
  2. Bある値(約1×10⁷ cm/s)に近づき、それ以上ほとんど増えなくなる
  3. C電界が強いほど小さくなる
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正解:B. ある値(約1×10⁷ cm/s)に近づき、それ以上ほとんど増えなくなる

電界が弱いうちはドリフト速度は電界に比例しますが、電界が強くなるとキャリアが格子振動にエネルギーを渡す散乱が増え、速度は約1×10⁷ cm/sで頭打ちになります。これを速度飽和といい、短チャネルのMOSFETの電流を制限する要因になります。

  • A. 電界に比例するのは電界が弱い範囲だけです。
  • B. 正しい。強い電界では速度飽和が起こります。
  • C. 強い電界で速度が下がるのはGaAsなどの一部の材料で、シリコンでは飽和します。
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