PROBLEMAS RESUELTOS
DE FÍSICA
ejercicios de física de semiconductores

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Ejercicios de física de semiconductores

Una muestra de AsGe dopada con \(2\times 10^{15}\) dadores/cm3 está sometida a una excitación que produce una generación uniforme de \( 10^{20}\) pares/cm3s de electrón-hueco. Se supone regimen de baja inyección. Calcular: a) El coeficiente de recombinación cuando \(\tau_n = \tau_p = 50 ns\) ; b) La concentración en exceso en régimen estacionario a partir de la ecuación:
    \(G = r(n_o + n')(p_o + p') = -rn_op_o \)
Respuesta del ejemplo 26

Cuando el semiconductor es del tipo N podemos escribir :
    \( G_p = rn_{n_o}(p_n - p_{n_o}) \)

y, por otro lado :

    \( \displaystyle G_p = \frac{p_n - p_{n_o}}{\tau_p} \)
Con lo que resultará:
    \( \displaystyle \frac{p_n - p_{n_o}}{\tau_p}= rn_{n_o}(p_n - p_{n_o})\Rightarrow r =\frac{1}{\tau_pn_{n_o}} = 10^{-8} cm^{-3}s^{-1} \)
Para la segunda parte del problema debe cumplirse la condición de neutralidad por lo que se tendrá \(p' = p'\) , y :
    \(G = r(n_o + p')(p_o +p') - r·n_op_o = r(n_o + p_o)p' + r(p')^2 \)
Puesto que se trata de régimen de baja inyección, se cumple \(p' << n_o + p_o\) y además, podemos despreciar el término de segundo orden para obtener:
    \( G = r(n_o + p_o)·p'\)
Finalmente, puesto que el semiconductor es de tipo n, resulta que \(n_{n_o}>> p_{n_o}\) , y :

    \( \displaystyle \begin{array}{l} G_p = rn_{n_o}(p_n - p_{n_o}) = rn_{n_o}p'_n \Rightarrow \\ \\ p'_n = \frac{G_p}{rn_{n_o}} = \frac{10^{20}}{10^{-8}\times 210^{15}} = 5\times 10^{12}\; cm^{-3} \end{array} \)
Problemas de física de semiconductores - problemas resueltos de cristalografía


tema escrito por: José Antonio Hervás