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E. T. S. I. DE TELECOMUNICACIÓN. INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA
Dispositivos semiconductores. 4º curso.
Problemas de los capítulos 2, 3 y 4.
Salvo indicación contraria la temperatura es la ambiente: 300 K y los siguientes datos
son utilizables:
EG=1.12 eV; ni=1.45·1010 cm-3 ; q=-1.602·10-19 C; kTa=0.026 eV.
1. Estimar el valor de la concentración intrínseca y del “gap” de energía del silicio a
200, 400 y 600 K.
2. Calcular la posición del nivel de Fermi en una muestra de silicio dopada con 1016
átomos por cm3 de boro a la temperatura ambiente. Repetir los cálculos asumiendo
que la temperatura es de 100 K.
3. Rehacer el ejercicio 2 suponiendo que la impureza es fósforo.
4. Dibujar las bandas de energía de una muestra de silicio con una longitud de 5 µm
situada en una región en la que existe un campo eléctrico uniforme de 10 Vcm-1
cuyo sentido es la dirección positiva del eje longitudinal.
5. Calcular la distancia entre vecinos más próximos en un cristal de silicio.
6. Calcular la densidad atómica en un cristal de Arseniuro de Galio.
7. Si el nivel de ocupación de una impureza aceptora a 200 K es del 50%, calcular la
posición del nivel de Fermi dopado con 1018 cm-3 átomos de la impureza.
(Considerar el factor de degeneración de la distribución de Fermi).
8. Calcular la posición del nivel de Fermi de una muestra de silicio con 1017 cm-3
átomos de arsénico a las temperaturas de 100, 200, 300, 400 y 500 K. Representar
los datos en un gráfica.
9. Interpretar el significado físico de NC y de NV.
10. Calcular los valores de las densidades equivalentes de estados en las bandas de
valencia y conducción de silicio a la temperatura de 200 K.
11. Un cristal de silicio está dopado con 51·1015 cm-3 átomos de arsénico y 5·1016 cm-3
átomos de boro. Calcular la posición del nivel de Fermi.