PROBLEMAS RESUELTOS
DE FÍSICA
ejercicios de física de semiconductores

Ver enunciado del ejercicio en:

Problemas de física de semiconductores

Estás en :
Matemáticas y Poesía >

Problemas resueltos

 

Ejercicios de física de semiconductores

Se considera un diodo de Ge con los siguientes parámetros:
    \( \begin{array}{l}
    N_a = 10^{18} cm^{-3} \:,\: N_d = 10^{16} cm^{-3} \:,\: A = 10^{-3} cm^2 , \\
     \\
    D_p = 40 cm^2s^{-1} \:,\: T = 300 ºK , n_i = 2·10^{13}cm^{-3} \:,\: W = 10^{-3} cm
    \end{array} \)
Siendo W la anchura de la región de recombinación.
calcular:
i) las concentraciones en equilibrio de portadores ambos lados de la zona de transición.
ii) la barrera de potencial, \( V_o \),
iii) la corriente de saturación \( I_s \), despreciando la producida por los electrones ( ya que \( N_a >> N_d\)).
b)¿ en qué dominio de valores de la concentración \( p'_n(0)\) de los portadores inyectados se satisface la aproximación de régimen de baja inyección?. Suponer que el dominio de régimen de baja inyección termina cuando se aumenta en un 10% la concentración de portadores mayoritarios con inyección en el borde de la zona de transición.
c) determinar la corriente I de la unión y la atención de unión V en el límite superior del dominio de régimen de baja inyección.

Respuesta al ejercicio 65

Para un semiconductor en equilibrio sabemos que se cumplen:
    \( \displaystyle p_o·n_o = n_i^2 \Rightarrow p_{n_o}·n_{n_o} = n_i^2\quad ; \quad p_{p_o}·n_{p_o} = n_i^2 \)
Y en las condiciones del problema:
    \( \displaystyle p_{p_o} \simeq N_a\quad ; \quad n_{n_o}\simeq N_d \)
Por lo que tendremos:
    \( \displaystyle p_{n_o}= \frac{n_i^2}{N_d} = 4·10^{10}cm^{-3}\quad ; \quad n_{p_o}= \frac{n_i^2}{N_a} = 4·10^8\:cm^{-3} \)
La barrera de potencial, \( V_o \) viene dada por la expresión:
    \( \displaystyle V_o = V_T·\ln \frac{N_a·N_d}{n_i^2} \)
Por lo que sustituyendo valores numéricos:
    \( \displaystyle V_o = 0,026\times \ln \frac{10^{18}·10^{16}}{4·10^{26}} = 0,443\:V \)
La corriente de saturación \( I_s \), despreciando la debida a los electrones y considerando un diodo largo:
    \( \displaystyle I_s = A·q·n_i^2·\frac{D_p}{N_d·W} = 256·10^{-9}A = 256\:nA \)
Para que podamos seguir aplicando la aproximación de régimen de baja inyección, se deberá cumplir:
    \( p'_n = p_n - p_{n_o} << n_{n_o} = 10^{16} \Rightarrow p'_n \simeq 10^{15} \)
Y en estas condiciones la corriente I de la unión será:
    \( \displaystyle I = A·q·n_i^2·\frac{D_p·p_n}{W} = 6,4·10^{-6}A = 6,4\:\mu A \)

EJERCICIOS SEMICONDUCTORES

Otros usuarios de Matemáticas y poesía también han visto:




Página publicada por: José Antonio Hervás