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Guía de Problemas y Preguntas

Unidad 6: Semiconductores y Dispositivos

1) El germanio puro tiene una banda prohibida de 0.67 eV. La energía de Fermi está a mitad de esa banda.

a) Para temperaturas de 250 K, 300 K y 350 K, calcule la probabilidad de que esté ocupado un estado del fondo de la banda de conducción.

b) Para cada temperatura de la parte a), calcule la probabilidad de que esté vacío un estado en la parte superior de la banda de valencia.

2) Al dopar el germanio con arsénico se agregan niveles donadores 0.01 eV por debajo de la banda de conducción. A una temperatura de 300 K, hay una probabilidad de 4.4 x 10-4 para que un estado electrónico esté ocupado en el fondo de la banda de conducción. ¿Dónde está el nivel de Fermi en relación con la banda de conducción en este caso?

3) a) Hallar la concentración de huecos y electrones en un Si tipo p a 300 K, si la resistividad es de 0.2 Ωcm

b) Repetir el apartado anterior para un Si tipo n.

Ayuda: Obtener los parámetros necesarios de la Tabla 1.1 de propiedades del silicio intrínseco del libro de Millman.

4) Una unión p-n tiene una corriente de saturación de 3.6 mA.

a) A la temperatura de 300 K, ¿qué voltaje se necesita para producir una corriente positiva de 40 mA?

b) Para un voltaje igual al negativo del valor calculado en la parte a), ¿cuál es la corriente negativa?

5) Las conductividades eléctricas de la mayor parte de los metales disminuye en forma gradual al aumentar la temperatura, pero la conductividad intrínseca de los semiconductores aumenta siempre y con rapidez al aumentar la temperatura. ¿Cuál es la causa de esta diferencia?

6) ¿Cómo depende la conductividad con la temperatura en semiconductores extrínsecos? Explique.

7) La corriente de saturación de una unión p-n depende mucho de la temperatura. Explique por qué.

8) ¿Qué es la zona de agotamiento o de deplexión de una unión p-n? ¿Cómo depende su ancho de la polaridad del voltaje externo? Explique.

9) Describa el mecanismo físico que produce en un diodo de unión pn: a) la ruptura por avalancha, b) la ruptura Zener.

10) ¿Qué es lo que caracteriza a un diodo Zener y cómo se utilizan?

11) Describa y explique la curva característica de un diodo túnel.

12) Considere un transistor de unión bipolar.

a) Describa la configuración de base común. ¿Cuál es la polaridad de cada unión? ¿Cómo funciona el transistor como amplificador de voltaje?

b) Describa la configuración de emisor común. Discuta sobe la polaridad de cada unión. ¿En qué rango o región funciona como amplificador de corriente?

13) ¿Cuál es el inconveniente de los transistores de unión bipolar por el que son superados por los de efecto campo?

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