Um diodo é basicamente um componente formado por uma junção com materiais semicondutores do tipo P e N. Um dos principais elementos usados em diodos é o silício. Assim, para um diodo pode-se usar um semicondutor de silício dopado com gálio e um semicondutor de silício dopado com arsênio, a condutividade extrínseca na temperatura ambiente é
. Sabendo que as mobilidades dos elétrons livres e das lacunas eletrônicas para o silício nessa condição são, respectivamente,
. calcule (a) o número lacunas eletrônicas do semicondutor do tipo P e (b) o número de elétrons livres do semicondutor do tipo N.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos um semicondutor de silício dopado (tipo P com gálio e tipo N com arsênio) cuja condutividade extrínseca, à temperatura ambiente, é
Também sabemos as mobilidades dos portadores no silício:
O que pedem:
(a) número de lacunas no semicondutor tipo P;
(b) número de elétrons no semicondutor tipo N.
(a) número de lacunas
(b) número de elétrons
Conteúdo/matéria: condutividade em semicondutores e mobilidade de portadores.
O que vamos usar: a fórmula
O que vamos usar: a fórmula
onde
é a carga do elétron.
Passo 2
Calcular
para o semicondutor tipo P.
- Em um semicondutor tipo P, as lacunas são os portadores majoritários, então a contribuição dos elétrons livres (
) é desprezível. Fica
- Isolando
:
- Substituindo valores:
Passo 3
Calcular
para o semicondutor tipo N.
- Agora os elétrons são portadores majoritários, então
- Isolando
:
- Substituindo valores:
Resposta
(a)
(b)
(b)