5 Uma junção PN abrupta é formada por duas regiões de silício dopadas com Na=10^17 átomos / cm^3 e Nd=3 times 10^16 átomos / cm^3. Determine o potencial interno de junção De e a largura da camada de depleção L.

Passo 1

Resumo do enunciado: temos uma junção PN abrupta em silício com concentrações de dopagem Na=10^17,cm^-3 e Nd=3times10^16,cm^-3. O objetivo é calcular o potencial interno de junção (built‐in) De e a largura total da região de depleção L. Vamos assumir temperatura ambiente ( T=300,K) e a concentração intrínseca do silício ni=10^10,cm^-3, além da constante de Boltzmann k, carga do elétron q e permissividade do silício varepsilons=varepsilon0varepsilonr com varepsilonr=11,7.

Passo 2

Para encontrar o potencial interno de junção, usamos a fórmula
De
Substituindo os valores numéricos:
kT/qapprox0,02585,V, NaNdni^2=10^17times3times10^16(10^10)^2=3times10^13
Logo,
De

Passo 3

A largura total da região de depleção é dada por
L=raiz2,varepsilons,De
Aqui
varepsilons=varepsilon0varepsilonr=8,85times10^-14,F/cmtimes11,7approx1,04times10^-12,F/cm,
1Nd+1Na=13times10^16+110^17=4,33times10^-17,cm^3
Substituindo,
L=raiz2times1,04times10^-12times0,801,6times10^-19times4,33times10^-17approx2,12times10^-5,cm

Resposta

De e Lapprox2,12times10^-5,cm.

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