Universidad Nacional de Colombia Departamento de Física Asignatura Física de Semiconductores Tarea No 28 Movilidad y conductividad en semiconductores.

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1 Universidad Nacional de Colombia Departamento de Física Asignatura Física de Semiconductores Tarea No 28 Movilidad y conductividad en semiconductores. Profesor: Jaime Villalobos Velasco Edwin Alonso Ardila Rodriguez. Cod:25451619 Mayo, 2015

2 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si  El campo eléctrico provee energía que acelera los electrones en la banda de conducción. Así adquieren grandes velocidades.  Debido a la gran cantidad involucrada aparecen las colisiones ó choques entre ellos  Aparece la Ley de Ohm y la Conductividad y Movilidad  El fenómeno de deriva de portadores además de electrones, en la banda de conducción, también arrastra huecos en la banda de valencia. Así aparece el fenómeno de la Resistencia

3 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si Los portadores de carga en un sólido están en movimiento constante, incluso en el equilibrio térmico. A temperatura ambiente, por ejemplo, el movimiento térmico de un electrón individual puede ser visualizado como dispersión aleatoria de vibraciones de la red, impurezas, otros electrones, y defectos. 1.¿ Si tenemos un solido en equilibrio térmico los portadores de carga se mueven.?

4 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si 2,¿ Si portadores de carga se mueven a temperatura constante es posible determinar el movimiento de estos y en el caso de tener un electrón individual podemos determinar el movimiento del mismo ? Dado que la dispersión es al azar, no hay movimiento neto del grupo de n electrones durante cualquier período de tiempo. Esto no es cierto de un electrón individual, por supuesto. La probabilidad de que el electrón pueda regresar a su punto de partida después de un tiempo t es despreciable. Sin embargo, si se considera un gran número de electrones (por ejemplo, 10^16 cm^-3 en un semiconductor de tipo n), no habrá dirección preferida de movimiento para el grupo de electrones y por lo tanto tampoco un flujo de corriente neta

5 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si 3. ¿Que sucede con los electrones a la hora de aplicar un campo eléctrico ?. Si se aplica un campo eléctrico en una dirección x, cada electrón experimenta una fuerza neta desde el campo. Esta fuerza puede ser insuficiente para alterar apreciablemente la trayectoria aleatoria de un electrón individual; el efecto se debe promediar sobre todos los electrones.

6 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si ¿Al tomar el estado estacionario de las colisiones de los electrones que sucede con las colisiones que ocurren en el semiconductor que probabilidad existe de que hallan colisiones en el mismo?. En este caso solo podemos tener el estado estacionario que se debe a la desaceleración que se presenta debido a las colisiones,.En el caso de tomar la razón de cambio del momento las colisiones deben ser cero y si las colisiones se presentan al azar habrá habrá una probabilidad de colisión siempre en el semiconductor.

7 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si ¿ Como se relaciona la velocidad de las corrientes de deriva y la y la velocidad de Deriva debido al movimiento térmico ? Sabemos que los electrones se mueven en muchas direcciones debido al a efecto térmico durante un cierto periodo de tiempo la ecuación que se muestra debajo nos muestra el promedio de la velocidad de un electrón en respuesta a un campo eléctrico, Y la velocidad que nos muestra esta ecuación nos dice que es la velocidad de deriva es mucho menor que la velocidad debida al movimiento térmico,

8 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si ¿Qué relación hay entre la movilidad de los electrones y la masa efectiva ? La movilidad de los electrones sirve para describir la facilidad con la que las corrientes de deriva se mueven por el material semiconductor, esta es muy importante en la caracterización de materiales semiconductores y en el desarrollo de dispositivos,al realizar cálculos de movilidad en los materiales se debe tener en cuanta la relación con la masa efectiva como lo podemos ver en la siguiente ecuación, La masa efectiva también se puede describir con la medida armónica de la curvatura de las bandas para masas efectivas

9 MOBILIDAD Y CONDUCTIVIDAD EN EL Si ¿ Como se comportan loe electrones y los huecos en un semicondcutor en presencia de un campo eléctrico y como se define la la conductividad del material ? En la presencia de un campo eléctrico se requiere que los huecos se muevan en dirección del campo eléctrico y que los electrones se muevan en sentido opuesto estos se encuentran orientados en dirección del campo y ambos forman parte de la corriente. De acuerdo a la ecuación podemos decir que la corriente de deriva que se presenta en el semiconductor es constante a lo largo de la barra,