6 Determine a corrente de saturação de um diodo PN de germânio onde
átomos
,
átomos
, as mobilidades dos portadores são
, as constantes de difusão de elétrons e lacunas
e
, área de junção
e um tempo de recombinação
Passo 1
O exercício pede a corrente de saturação de um diodo PN de germânio. O conteúdo aqui é a expressão da corrente de saturação em função da difusão de portadores minoritários. Para resolver, vamos usar: perfil de dopagem (NA e ND), mobilidades, constantes de difusão (Dn, Dp), tempo de recombinação (τn e τp), área de junção (A) e a concentração intrínseca do germânio (ni).
Passo 2
A corrente de saturação é dada por
onde
e as comprimentos de difusão são
Passo 3
Primeiro calculemos os comprimentos de difusão. Dado τ_n = τ_p = 0{,}1,µs = 1×10^{-7},s:
Passo 4
Agora as concentrações minoritárias em equilíbrio. Para germânio a concentração intrínseca típica a 300 K é ni ≃ 2{,}3×10{13},cm{-3}. Assim:
Passo 5
Em seguida calculemos as duas parcelas da densidade de corrente de saturação J_S = I_S/A:
Passo 6
Somando as duas parcelas e multiplicando pela área A = 1×10{-4},cm2:
Resposta
I_S \approx 5,1\times10^{-8},\mathrm{A}