18.29 (a) A condutividade elétrica, à temperatura ambiente, de uma amostra de silício é de
. Sabe-se que a concentração de buracos é de
. Considerando as mobilidades dos elétrons e dos buracos para o silício na Tabela 18.3, calcule a concentração de elétrons.
(b) Com base no resultado obtido no item (a), a amostra é intrínseca, extrínseca do tipo
ou extrínseca do tipo
? Por quê?
(b) Com base no resultado obtido no item (a), a amostra é intrínseca, extrínseca do tipo
Passo 1
O enunciado dá a condutividade elétrica
,(
m)
de uma amostra de silício à temperatura ambiente, bem como a concentração de buracos
,m
. Pede para calcular a concentração de elétrons
usando a relação de transporte em semicondutores e, em seguida, classificar a amostra (intrínseca, extrínseca tipo n ou tipo p). Para isso precisamos da fórmula
e das mobilidades de elétrons
e buracos
para o silício a 300 K, que na Tabela 18.3 valem tipicamente
,m
/(
) e
,m
/(
).
Passo 2
Isolando
em
temos
Passo 3
Substituindo os valores numéricos:
Logo
Passo 4
Comparando as concentrações, vemos que
m
é maior que
m
. Além disso, ambas estão muito acima do valor intrínseco típico
m
, o que indica dopagem extrínseca. Como há mais buracos que elétrons, é extrínseca do tipo
.
Resposta
(a)
,m
.
(b) A amostra é extrínseca do tipo , pois a concentração de buracos é maior que a de elétrons.
(b) A amostra é extrínseca do tipo