2a Parte - Cálculos
Determine o fluxo de corrente numa barra de silício de comprimento
e com uma secção transversal de
, para uma tensão aplicada de 1 V com uma densidade de elétrons de
e de lacunas de
(assuma as mobilidades do Si intrínseco).
Determine o fluxo de corrente numa barra de silício de comprimento
Passo 1
O enunciado pede o valor da corrente (fluxo de corrente) que atravessa uma barra de silício de comprimento
e secção transversal
, quando se aplica uma tensão
. Sabemos as concentrações de portadores: elétrons
e lacunas
, e devemos usar as mobilidades típicas do silício intrínseco (em temperatura ambiente)
e
. O conteúdo de física é a corrente de arraste em semicondutor, dada por
e a corrente total
.
Passo 2
Calcular o campo elétrico
na barra usando
Convertendo
para centímetros:
. Portanto
Passo 3
Determinar a condutividade elétrica
do silício pela fórmula
onde
. Calculando separadamente:
logo
Assim
Passo 4
Calcular a densidade de corrente
usando
Passo 5
Converter a área de seção transversal para
:
Então a corrente total é
Resposta
A corrente que atravessa a barra é aproximadamente