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 mm
2 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, n
o y p
o , 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.