PROBLEMAS RESUELTOS DE FISICA
EJERCICIOS RESUELTOS DE FISICA DE SEMICONDUCTORES

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Enunciado 11

Demostrar que la probabilidad de que esté ocupado un estado de un nivel de energía \(\triangle E\) por encima del nivel de Fermi,\(E_F\), es la misma que la de estar vacante un estado de un nivel de energía \(\triangle E\) por debajo de \( E_F\).
Enunciado 12

Calcular las densidades efectivas de estados \(N_c \; y \; N_v\) en el Si a la temperatura ambiente. Supóngase que las masas efectivas de los potadores y la del electrón se relacionan así: \(m_n = 1,1·m \;; \; m_p = 0,56·m\) y que no varía con la temperatura.
Determinar la concentración intrínseca de portadores. Enunciado 13

Deducir una expresión que relaciona el nivel de Fermi intrínseco \(E_i\) con el centro de la banda prohibida.
En el caso del Ge a la temperatura ambiente, calcular el desplazamiento de \(E_i\) a partir del centro de la banda prohibida, cuando las masas de los portadores se relacionan con las del electrón según se ha visto en el problema anterior. Enunciado 14

En un semiconductor tipo p, ¿cual será la posición del nivel de Fermi respecto del nivel de energía \(E_a\) del aceptor, cuando T = 0 ºK y cuando T = Tmáx ?.
Enunciado 15

A partir de las expresiones:
    \(\displaystyle \begin{array}{l} N_{dn} = \frac{N_d}{1 + \frac{1}{2}·\exp\left[(E_d - E_F)/kT\right]} \\ \\ n = N_c·\exp \left(- \frac{E_c - E_F}{kT}\right) ] \end{array} \)
Demostrar que la fracción de impurezas ionizadas depende de la temperatura según:
    \(\displaystyle \frac{n}{N_d} = \frac{- \frac{N_c}{N_d} + \left[\left(\frac{N_c}{N_d}\right)^2 + 8\left(\frac{N_c}{N_d}\right)\times\exp\left(\frac{E_c - E_d}{kT}\right) \right]^{1/2}}{4\times\exp\left(\frac{E_c - E_d}{kT}\right)} \)
Enunciado 16

Como segunda parte del ejercicio anterior, si se dopa el Si con P y ,\(E_c - E_d = 0,044 \;eV\) ¿cual será el valor de la fracción anterior a T = 50 ºK y T = 300 ºK. ¿A que temperatura estarán ionizados el 95% de los átomos de impurezas?
Enunciado 17

En una muestra de Si en equilibrio térmico, que contiene una densidad de átomos dadores \(N_d = 10^{16}cm^{-3}\), calcular la temperatura a la cual p = 0,1n. Dede considerarse que la temperatura que se trata de determinar es superior a los 50 ºK.
    \(\displaystyle \)
Enunciado 18

Se tiene una muestra de Ge en equilibrio a 400 ºK. Calcular a) La concentración de portadores p y n cuando se dopa la muestra con \(2,4· 10^{13}cm^{-3}\) de Sb (elemento del gupo V).
La concentración de portadores después de haberse vuelto a dopar la muestra con \(4,8· 10^{13}cm^{-3}\) de In (elemento del grupo III). Enunciado 19

Un semiconductor está compensado cuando contiene la misma densidad de impurezas \(N_d \; y \; N_a\) . En este material las concentraciones de p y n coincide con la intrínseca . ¿Tiene el material compensado la misma resistidad que cuando era intrínseco sin dopar?. Razonar la respuesta.
Enunciado 20

Supóngase que en una muestra de Si un electrón de masa m tiene una energía kT asociada a una velocidad media térmica \(E = (1/2)mv^2\) , con \(\mu_n = 1350\).
Demostrar que la velocidad de arrastre del electrón es pequeña comparada comparada con la térmica, cuando está sometido a un campo eléctrico de \(1000 V·cm^{-1}\) , y es mayor cuando el campo es de \(10000 V·cm^{-1}\).
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA Y ELECTRÓNICA DE SEMICONDUCTORES
grupo primero ~ : ~ grupo segundo ~ : ~ grupo tercero

grupo cuarto ~ : ~ grupo quinto


tema escrito por: José Antonio Hervás