3 - Calcule as concentrações de elétrons e de buracos e a posição do nível de Fermi num cristal de silício dopado com
átomos de
, a
.
Passo 1
O enunciado pede para um cristal de silício dopado com
,/cm³ de arsenic at
K calcular as concentrações de elétrons
, de buracos
e a posição do nível de Fermi
. Vamos usar os conceitos de dopagem completa (ionização total dos doadores), lei de massa de ação e a relação entre
e o nível intrínseco
.
Passo 2
Adotamos o valor típico da concentração intrínseca de portadores em Si próximo a 300 K:
Passo 3
Como o doping é moderado e a ionização é completa, a maior parte dos doadores fornece elétrons, logo
Passo 4
Pela lei de massa de ação,
logo
Passo 5
A posição do nível de Fermi em relação ao nível intrínseco vem de
onde
. Assim,