2a Parte - Cálculos
Considere o silício dopado com
e
. Determine:
a) o tipo de semicondutor extrínseco gerado.
b) as concentrações de elétrons e lacunas a 300 K .
c) a temperatura para qual a concentração de portadores minoritários iguala-se a
.
Considere o silício dopado com
a) o tipo de semicondutor extrínseco gerado.
b) as concentrações de elétrons e lacunas a 300 K .
c) a temperatura para qual a concentração de portadores minoritários iguala-se a
Passo 1
O enunciado trata de silício extrinsecamente dopado com
e
. Vamos aplicar conceitos de semicondutor extrínseco: neutralidade de carga, lei de ação de massas
e fórmula da concentração intrínseca
.
Passo 2
Como
e
, o silício tem excesso de doadores, gerando um semicondutor do tipo n. Resposta a) semicondutor do tipo n.
Passo 3
A 300 K, toma-se
. Em região extrínseca bem dopada,
e, pela lei de ação de massas,
Portanto, a 300 K temos
e
. Resposta b).
Passo 4
Procuramos a temperatura
tal que a concentração de minoritários
. Como em semicondutor tipo n vale
, a condição
implica
Usamos
com
,
e
. Tomando logaritmo,
Numericamente
e
. Fazendo duas tentativas:
- Para
: , , dá LHS . - Para
: LHS .
Interpolando entre 890 K e 900 K, obtemos
. Resposta c).
Resposta
(a) semicondutor do tipo n
(b) ,
a 300 K
(c) (aprox. 900 K)
(b)
(c)