Altillo.com > Exámenes > UBA - Ingeniería > Física III

1) Se tiene un exceso generado en un semiconductor. Explique todos los fenómenos físicos que ocurren y escriba la corriente total en un semiconductor en presencia de ese exceso, en los siguientes casos:
a) El exceso está localizado en una zona del mismo. Suponga que no hay campo externo aplicado
b) Se ilumina uniformemente toda la muestra durante un corto lapso de tiempo. ¿En qué caso puede despreciarse el campo interno?
c) La concetración de electrones en Si a T=300 °K está dada por : n(x)= 10¹⁶ exp(-x/18) cm^-3 ,donde x está medida en mm.La densidad total de corriente de electrones a través del semiconductor es constante e igual a J_n = -40 A/cm² , la corriente de electrones está compuesta por una componente de difusión y otra de arrastre.Determine el campo eléctrico en función de x que debe existir en el semiconductor.Datos: D_n=25 cm²/seg; m_n = 960 cm² / V seg.

2_a) Describa el comportamiento de la conductividad s de un semiconductor extrínseco en función de la temperatura. ¿Existe algún rango de temperaturas para el cual la conductividad disminuye cuando aumenta la temperatura?. Explique.
b) Si las movilidades de e y h son respectivamente m _n y m_p , considerando la conductividad como función de p₀, mostrar que el valor mínimo de la conductividad es:

3) La curva de energía en función del vector de onda para electrones de conducción en un metal hipotético tiene la forma E = 2eV + 2A sin²(ka/2), donde a = 2Å es el espaciamento entre los átomos en la red cristalina.
a) Si la masa efectiva es igual a la del electrón libre en el fondo de la banda, determinar la constante A.
b) Verificar que la velocidad de grupo es cero en los bordes de la primer zona de Brillouin donde k = ± p /a.
c) Si k_F = 2.6 10⁹ m^-1, calcular la energía de Fermi y la masa efectiva de los electrones en el nivel de Fermi.

4) Se tiene una unión abrupta de Si con N_A = 5·10¹⁵ cm^-3, N_D = 10¹⁵ cm^-3, t _p = 0.4 m s y t _n = 0.1 m s, con
kT = 0.025 eV, A = 10^-4 cm², n_i = 10¹⁰ cm^-3, D_n = 34 cm²/s y D_p = 12 cm²/s. Se polariza en directa con V_D = f ₀/2.
a) Calcular y graficar la corriente debida a huecos a lo largo de todo el diodo.
b) Calcular y graficar la corriente debida a electrones a lo largo de todo el diodo.
En ambos casos explique qué ocurre físicamente.