PROBLEMAS RESUELTOS
DE
FÍSICA

FISICA DE SEMICONDUCTORES

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problemas resueltos

Enunciado 71

Se supone un diodo con amplitud de las regiones \( W_n \; y \; W_p \) y longitudes de difusión \( L_n \; y \; L_p \) .
¿Cómo afecta a la capacidad de difusión la disminución de la amplitud W (dónde \( W = W_n + W_p \))?.
¿ qué efecto produce en la capacidad de difusión una disminución del tiempo de vida media de los portadores?.
Enunciado 72

Representar el diagrama de bandas de energía de la estructura correspondiente a la capacidad MOS ideal en equilibrio térmico, semiconductor tipo n, y pensión de puertas respecto al sustrato, \( V_G \).

Enunciado 73

Representar el diagrama de bandas (especificando la polaridad de la tensión de puerta respecto al sustrato) y la distribución de carga en acumulación en una capacidad MOS ideal con sustrato de tipo n.
Enunciado 74

Representar el diagrama de bandas (especificando la polaridad de la tensión de puerta respecto al sustrato) una distribución de carga en inversión en una estructura MOS con sustrato de tipo n.

Enunciado 75

Se tiene una capacidad MOS ideal con sustrato de silicio tipo p y \( N_a = 10^{15} cm^{-3} \), una capa de \( SO_2 \) de espesor 1000 Å y puerta de Al con \( \phi_{MS}= - 0,9 V, \) , así como una carga de interfase \( Q_{ss} = 5·10^{11}q\;C·cm^{-2} \) . Calcular la amplitud máxima de la zona de vaciamiento \( W_m \), la capacidad del óxido, la carga en la region de vaciamiento (\( Q_s = Q_B\)) la tensión umbral, la capacidad de la estructura, la capacidad mínima y la tensión umbral incluyendo los efectos de banda plana. Enunciado 76
Deducir expresiones, de la densidad de impurezas aceptoras del sustrato y en la situación de fuerte inversión de la carga ligada a la zona de vaciamiento, \( Q_B \), el potencial de superficie y del campo eléctrico de superficie.

Enunciado 77

Dado un sistema MOS constituido por \( Al-SiO_2-Si \) y el sustrato de tipo p, calcular la carga por unidad de área ligada a la zona de vaciamiento \( Q_B\), sí la tensión de Fermín es de 0,25 Voltios. Dato \( n_i = 1,5·10^{10}cm^{-3} \).

Enunciado 78

Se considera la siguiente estructura MOS ideal: Sustrato de silicio tipo P con \( N_a = 10^{10}cm^{-3} \) , óxido con \( x_o = 0,2\:\mu m \) y puertas de aluminio. Cuándo se introducen una carga en electrodo de puerta se produce una zona de vaciamiento en la superficie del silicio de anchura \( Z = W = 0,65\:\mu m \) . El vaciamiento de mayoritarios en superficie da lugar al campo \( \xi = 10^4 V/cm \) . Calcular:
a) el potencial en la superficie.
b) la tensión de puerta respecto a tierra. ¿ qué significado tiene su signo?
c) la tensión umbral, considerando que en esa situación la carga móvil inducida es \( Q_n = 0 \).
d) la capacidad de pequeña señal alta frecuencia en fuerte inversión.
Dato: \( n_i = 10^{10}cm^{-3} \).

Enunciado 79

Calcular la tensión de banda plana de un sistema \( Al-SiO_2-Si \) (debida solo a la diferencia de las funciones de trabajo de la energía de extracción) con sustrato de tipo P y con una concentración de huecos de \(5·10^{10}cm^{-3} \) a 300 ºK. No se tiene en cuenta la carga \( Q_{ss} \) en la interfase.
Datos:

    \( \begin{array}{l}
    q·\phi_{MO} = 3,2 eV \:,\: q·\phi_{Si-SiO_2} = 3,25 eV \\
     \\
    E_{g(Si)}= 1,1 eV \: ,\: n_i = 1,5·10^{10}\:cm^{-3}
    \end{array}\)
Enunciado 80

Una estructura MOS está formada por sustrato de silicio tipo P de orientación (lll) de su superficie y densidad de impurezas aceptoras \( N_a = 10^{15}cm^{-3} \), óxido de puerta de espesor 1200 Å y puerta de Al. Siendo la densidad de carga superficial correspondiente a la orientación dada igual a \( 3·10^{11}cm^{-2} \). Calcular la tensión umbral.
Datos:
    \( \phi_{MO}= 3,2\, V \; ;\; \phi_{SO} = 3,8\, V + V_F \)
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ELECTRÓNICA DE SEMICONDUCTORES
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Página publicada por: José Antonio Hervás