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Enunciado 41

Utilizando el resultado del problema anterior, calcular la corriente inversa de saturación de un diodo p-n de germanio a temperatura ambiente, 300 ºK. La sección transversal es 4 mm2 y :
    \(\begin{array}{l} \sigma_p = 1,0(\Omega -cm)^{-1}\; ; \;\sigma_n = 1,0(\Omega -cm)^{-1} \\ \\ L_n = L_p = 0,15 cm \end{array} \)
Tómense las demás constantes físicas necesarias, de las tablas sobre ellas.
Enunciado 42

Repetir el problema anterior para un diodo de silicio. Suponer los valores:
    \(\begin{array}{l} \sigma_n = 1,0(\Omega -cm)^{-1}\; ; \;\sigma_p = 1,0(\Omega -cm)^{-1} \\ \\ L_n = L_p = 0,01 cm \end{array} \)
y tomar las constantes necesarias de las tablas. Enunciado 43

Demostrar que la relación de la corriente de huecos a la de electrones,\(I_{pE}/I_{nE} \) , que cruzan la unión de emisor de un transistor PNP es proporcional a la relación de la conductividad del material de tipo p a la del material tipo tipo n.
Enunciado 44

Expresar la densidad de portadores en equilibrio, no y po , en un semiconductor homogéneo, no degenerado, en fución de la posición del nivel de Fermi con respecto a los bordes de las bandas de conducción y de valencia. Defínanse los seudoniveles de Fermi en el caso de inyección de portadores fuera del equilibrio.
Enunciado 45

Deducir las ecuaciones que gobiernan la distribución de potencial en eqilibrio en las proximidades de una frontera de un semiconductor homogéneo con una densidad constante de dadores, N, en la hipótesis de que están completamente ionizados a la temperatura a la que se trabaja.
Enunciado 46

La inyección de portadores minoritarios en exceso producida por una unión PN en un semiconductor extrinseco, no perturba, de ordinario, la neutralidad del material. Estudiense los aspectos cuantitativos de esta afirmación.
Enunciado 47

Cuando en un cierto plano se imprimen densidades en exceso, tanto de electrones como de huecos, por ejemplo por medio de una unión PN, el flujo de corriente eléctrica resultante puede describirse, en buena aproximación, como producido por portadores minorotarios solamente. Explicar por qué y en qué condiciones pueden despreciarse los potadores mayoritarios .
Enunciado 48

Se tiene una unión abrupta de silicio a 300 ºK que inicialmente no está polarizada. A continuación se hace pasar una corriente de 1 mA a través de ella, de forma que quede polarizada negativamente. La densidad de dopado de ambos lados de la unión es de 10 m y el área de la sección recta de la unión es de 10 m . Deduzcase que el tiempo que ha de transcurrir para que la tensión de polarización llegue a los - 10 V. es de 424 nseg. (calcúlese en primer lugar la carga del diodo cuando la polarización es de - 10 V, a partir de la barrera de potencial y de la anchura de ésta).

Datos y sugerencias:
    \(kT = 0,026 eV \; ; \; q = 1,6\times 10^{-19}Cul. \; ; \; n_i = 1,5\times 10^{10} cm^{-3} \)
para el Si a 300ºK
    \(\begin{array}{l} n = n_i\times \exp [q(\psi-\phi)/kT]\; ; \; \varepsilon_s = 1,062\times 10^{-12}F·cm^{-1}\\ \\ V_o = \psi_N - \psi_P \\ \\ V_{bi} = V_o - V \; ; \; |Q| = q·x_N·N_D = q·x_p·N_A = 2·\varepsilon_s·V_{bi}/W \end{array} \)
Enunciado 49

Un diodo de unión tiene las siguientes densidades de impurezas:\(N_A = 10^{22} m^{-3} \; y \;N_D = 10^{24} m^{-3}\). Calcúlense las concentraciones de huecos y electrones en el borde de la zona de transición para una tensión de polarización de 0,5 V.
Datos y sugerencias:\(N_i = 10^{16} m^{-3} \; kT = 0,026 eV \; ; \; q = 1,6\times 10^{-19}Cul\)

Utilicense las leyes de la unión (concentraciones de portadores minoritarios en los bordes de la zona de transición)
Enunciado 50

Si dos transistores bipolares difieren solo en que la anchura de la base de uno es el 90 % de la anchura de la base del otro. Demuéstrese que para mantener la misma corriente fluyendo por los dos transistores, dentro de una polarización directa razonable, es necesario tener una diferencia de voltaje entre base y emisor.
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA ELECTRÓNICA Y CRISTALOGRAFÍA
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tema escrito por: José Antonio Hervás