Download p q Tk D μ⋅ ⋅ = 1_ 2 ln Ecuación in DNAN q Tk biV ⋅ ⋅ ⋅ =

PREGUNTAS – EXAMEN II – SEMICONDUCTORES (IEO 392) 20092 1) Dibuje el diagrama de bandas de energía para una juntura abrupta P+N, en equilibrio térmico indicando: A) Nivel de energía de la banda de Conducción y valencia B) Nivel de energía de Fermi y energía intrínseca C) Energía producto del potencial de barrera. D) Potenciales de Fermi 2) Repita el punto 1) pero cuando la juntura experimenta polarización directa 3) Repita el punto 1) pero cuando la juntura experimenta polarización inversa 4) A) El potencial de barrera se obtiene cuando la juntura se encuentra en equilibrio térmico. Dada esta condición y recordando que la ecuación de Einstein es: D =
k ⋅T
⋅ μ p q
Obtenga la siguiente expresión para el potencial de barrera: Vbi =
k ⋅T
N ⋅N
⋅ ln A D
q
ni2
Ecuación _ 1 B) ¿Por qué es importante para un fabricante/diseñador/modelador de junturas PN esta expresión? 5) ¿Desde cuál ecuación diferencial es conveniente obtener el campo eléctrico que produce la región de agotamiento de la juntura PN (Escriba el nombre claramente y la expresión)? 6) Indique con cuales variables de la ecuación 1 es posible calcular la densidad de carga de: 6.1) Subregión de la región de agotamiento perteneciente a la región N. 6.2) Subregión de la región de agotamiento perteneciente a la región P. 7) Con la revisión de las ideas de las preguntas 5 y 6 obtenga el campo eléctrico de la región de agotamiento de la juntura PN como función de la distancia x, esto es: E (x ) = ? 8) A partir de E(x) obtenga las curvas (sin indicar/obtener explícitamente) para el potencial eléctrico y el diagrama de bandas de energía. Explique claramente como ha decidido los gradientes que tendrán cada una de ellas (Potencial Eléctrico y bandas de energía). 9) Mediante un diagrama de bandas de energía y la distribución de Fermi, indique claramente las corrientes que se presentan en una juntura PN en polarización directa. 9.1) Indique/dibuje claramente la diferentes densidades de corrientes para huecos y electrones. 9.2) A partir de su respuesta al ítem 9.1 escriba la densidad de corriente total. 9.3) A partir de su respuesta al ítem 9.2 escriba la densidad de corriente total Aproximada. 10) Para el diodo PN exprese la ecuación de continuidad en la región N en estado estable y con ó sin polarización. 11) A partir de su respuesta al ítem 10) obtenga la Longitud de difusión y explique el significado de esta variable. 12) Desde argumentos físicos construya la condición de frontera para el exceso de portadores en la unión entre la región de agotamiento y la región neutra N. esto es: 13) Desde argumentos físicos (sin resolver la ecuación que obtuvo para el ítem 10.) escriba la expresión que gobierna la exceso de la densidad de portadores minoritarios en función de la distancia en cada una de las regiones neutrales de la juntura PN con base larga. 14) Desde argumentos físicos (sin resolver la ecuación que obtuvo para el ítem 10.) escriba la expresión que gobierna la exceso de la densidad de portadores minoritarios en función de la distancia en cada una de las regiones neutrales de la juntura PN con base corta. 15) Revise los documentos que aparecen en la página: http://ingenieria.udea.edu.co/~juanmartpa/Semiconductores/CAPITULO_FABRICACION/ Y explique la diferencia entre Oxidación Húmeda y Oxidación Seca. 16) Explique algunos métodos de dopaje y las ventajas y/o desventajas de cada uno de ellos. 17) ¿Qué significa fotoresistencia positiva y fotoresistencia negativa. ¿Cuál es la más utilizada? 18) Explique claramente qué VPE y CVD. 19) ¿Cuál es la gran ventaja del método RIE frente a otros métodos de remoción mediante HFl? 20) Explique porque es conveniente el método de fabricación denominado Proceso Térmico Rápido.