SEMICOND.Lista5_20162

LISTA 5- MATERIAIS E DISPOSITIVOS SEMICONDUTORES 1 Mai 18,2017Prob. 1 : Deduza a densidade de estados para o caso 2-D. Esboce o a curva g(E).Prob. 2 : A partir da eq. 1 obtenha a dupla densidade de estados g(E)gT (k)dk = πk2dk a3, (1) π3Prob. 3 : Determine o nu´mero total de estados de energia no GaAs entre EV eEV − KBT a T = 300 K.Prob. 4 : Determine o nu´mero total de estados de energia no GaAs entre EC eEC + KBT a T = 300 K.Prob. 5 : Determine a probabilidade de que um estado de energia esteja ocupadopor um el´etron, se o estado est´a acima da energia de Fermi dos valores (a)KBT ,(b)5KBT , (c)10KBTProb. 6 : Determine a probabilidade de que um estado de energia esteja deso-cupado, se o estado esta´ esta´ abaixo da energia de Fermi dos valores (a)KBT ,(b)5KBT , (c)10KBTProb. 7 : O n´ıvel de Fermi do sil´ıcio est´a 0, 25 eV abaixo da banda de conduc¸a˜o.(a)Fac¸a um esboc¸o da probabilidade de que um estado esteja ocupado por um el´etronna faixa de EC ≤ E ≤ EC + 2KBT @300 K.Prob. 8 : Em um po¸co de potencial infinito 3D de dimenso˜es a = b = c = 10A est˜ao confinados 5 el´etrons. Determine a energia de Fermi para T = 300 K.Repita o problema para 13 el´etrons.Prob. 9 : Calcule a concentra¸ca˜o intr´ınseca de portadores no GaAs em T = 300 Ke T = 450 KProb. 10 : Encontre as express˜oes para o campo el´etrico e o potencial dentro dajun¸c˜ao PN, assuma que as concentra¸c˜oes de portadores minorit´arios na camada dedeplec¸a˜o N a e N d s˜ao iguais. Esboc¸e as duas curvas e o valor de EMAXProb. 11 : Um potencial de 3 V ´e aplicado em uma barra de semicondutor com3 cm de comprimento. A velocidade m´edia de arrasto dos el´etrons ´e de 104 cm/s.(a)Encontre a mobilidade do el´etron, (b) Se a mobilidade obtida anteriormente fosse800 cm2/V.s , qual a velocidade m´edia de arrasto? 12016.2 - Prof. Jos´e Am´erico Moura

DADOS:mo = 9.11 × 10−31 kgh = 6.626 × 10−34 J.sh¯ = 1.055 × 10−34 J.skB = 1.38 × 10−23 J/Kao = 0.529 × 10−10 me = 1.6 × 10−19 CNSi = 5 × 1028 m−3 Figura 1: Figura 2: Figura 3: Figura 4:gc(E) = 4π (2mn∗ ) 3 E − Ec, (2) 2 h3

4π(2mp∗) 3 2gv (E ) = h3 Ev − E, (3) (4)g(E) = 4π(2m∗n) 3 √ (5) 2 E, (6) h3 fF = 1 1 + exp E−EF KB T nF = 1 1 + exp E−EF KB Tnx = Nx 1 + 1 exp Ex−EF (7) g kB T