1.- ¿Cuántos átomos hay en 1cm3 de Silicio?
Solución:
Se sabe que hay 8 átomos por celda unitaria en el Silicio, como la distancia entre cada átomo a= 5.43 x 10-8 para el caso del Silicio.
a= (5.43 x 10-8)3
a=1.60 x 10-22cm3
Sabemos que hay 8 átomos por celda unitaria, entonces
1.60 x 10-22 cm3------ 8 átomos
1cm3---------- ¿x?
X= (1cm3)(8atomos)/ (1.60 x10-22cm3)
X=4.997 x 1022 átomos/cm3
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2.- ¿Cuántos electrones de valencia hay en 1cm3?
Solución:
En cada cm3 hay (4.997 x 1022 atomos/cm3)*(4electrones) = 2x1023 electrones de valencia/cm3
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3.- ¿Explica en que consiste la estructura cubica centrada en las caras?
Solución:
Estos Sistemas cúbicos tienen en su último orbital 4 electrones de valencia que están atrapados en los enlaces, sin embargo el electrón puede abandonar el enlace y pasar a ser electrón libre (móvil en el cristal) y formar parte de una corriente si recibe energía.
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4.- Si la constante de la red a longitud de arista de la celda unitaria en el Silicio es a= 5.43 x 10-8 cm. ¿Cuál es la distancia d desde el centro de un átomo de Si hasta el centro de su vecino mas próximo?
Solución:
d= 2.35 x 10-8 cm es la distancia del centro de un átomo de Silicio hasta el centro de su vecino mas próximo.
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5.- La probabilidad de que un estado en el extremo inferior de la banda de conducción (Ec) este ocupado es precisamente igual a la probabilidad de que un estado en el extremo superior de la banda de valencia (Ev) este vacío. ¿Cuál es la posición del Nivel de Fermi?
Solución:
F(Ec)= 1- f(Ev)
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6.-Una muestra de Silicio esta dopada con 1014 átomos de boro por cm3. ¿Cual es la concentración de portadores en la muestra de Silicio a 300°K?
Solución:
T=300°K
p=1x1014
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De la gráfica de concentración de portadores se observa que ni=1.18x1010 entonces tenemos lo siguiente:
ni=1.18x1010
El boro se encuentra en la columna 3 y es un material aceptor, de la ley de acción de masas n*p=ni2
Entonces a temperatura ambiente 300°K:
p=1x1014
n=1.39x106
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7.-Una muestra de Silicio esta dopada con 1014 átomos de boro por cm3. ¿Cuál es la concentración de portadores en la muestra de Silicio a 500°K?
Solución:
De la gráfica de concentración de portadores se observa que ni=3.0x1014 entonces tenemos lo siguiente:
T=500°K
ni=3.0x1014
De la ecuación de la neutralidad se obtiene:
8.-Determinar la concentración de huecos para el Silicio dopado si
a 500°K su Ef está en 0.2 ev por encima de la banda de energía de
valencia.
De la gráfica de concentración de portadores se observa que ni=3.0x1014
entonces tenemos lo siguiente:
Solución:
Ef=0.2ev
T=500°K
ni=3.0x1014
Eg=1.02ev
9.-Obtener el nivel de Fermi para el silicio a T=300°k
Entonces la Ec= 1.12 eV para el Silicio
Entonces 0.5527 eV es la energía de Fermi para el silicio Intrínseco
a temperatura ambiente.
Saludos te felicito por los problemas propuestos, son el complemento a los temas tratados. atte. GLR
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