cap 2 elettronica stato solido

Qual è il principio fondamentale del modello atomico di Bohr?

Gli elettroni ruotano attorno al nucleo su orbite quantizzate e possono scambiare energia solo passando da un'orbita all'altra, emettendo o assorbendo fotoni.

Che cosa sono la banda di valenza e la banda di conduzione?

La banda di valenza è l'ultima banda occupata dagli elettroni(cond. di riposo), mentre la banda di conduzione è la prima banda vuota che può ospitare elettroni liberi per la conduzione. All’interno della banda non si ragione più con la quantizzazione ma con continuità.

Che cos'è la banda proibita o energy gap?

È l'intervallo di energia tra la banda di valenza e la banda di conduzione, dove non sono consentiti stati elettronici. Il salto energetico minimo per far passare un elettrone da una banda all’altra.

Qual è la differenza tra un conduttore, un semiconduttore e un isolante?

Nei conduttori, le bande di valenza e conduzione sono adiacenti o sovrapposte; nei semiconduttori, sono separate da un energy gap di circa 1 eV; negli isolanti, il gap è maggiore di 1 eV, impedendo la conduzione elettrica.

Come si definisce la mobilità e qual è la sua unità di misura?

La mobilità è la capacità e dunque la tendenza delle cariche di muoversi sotto l'effetto di un campo elettrico. Si misura in cm2/Vxs (velocità su campo elettrico). La mobilità degli elettroni è maggiore delle lacune, perchè il mov. delle lacune è dovuto alla rottura dei legami cov. mentre gli elettroni sono liberi di muoversi nel cristallo.

Che cos’è la corrente di deriva? O di drift

È la corrente generata dal movimento delle cariche sotto l'influenza di un campo elettrico applicato. La densità di corrente è data da j=Qvj si misura in A/cm2

Come si comporta la velocità al variare del campo elettrico ?

Per campi elevati la velocità dei portatori satura, pone limite alla risposta in freqeunza, fa eccezione l’Arseniuro di Gallio GaAs che dopo la sat. si comporta come res. neg. ottima per oscillatori.

Cosa si intende per drogaggio?

Il drogaggio è l'aggiunta di impurità in un semiconduttore per modificare la sua resistività e altre proprietà elettroniche. Nel Silicio si usano B accettore III colonna e P V colonna donatori

Come si origina la corrente di diffusione in un semiconduttore?

La corrente di diffusione è causata dal movimento di portatori di carica da regioni a concentrazione maggiore verso regioni a concentrazione minore.

Qual è la relazione tra resistività e conducibilità?

La resistività lega corrente e campo elettrico ρ è l'inverso della conducibilità σ, ovvero ρ=1/σ.

In un semiconduttore di tipo , quali sono i portatori di maggioranza?

I portatori di maggioranza sono gli elettroni, mentre le lacune sono i portatori di minoranza.

Quali sono le formule per calcolare la concentrazione dei portatori nei semiconduttori di tipo n e p?

• Semiconduttore di tipo n:
  La concentrazione degli elettroni nnn è: n≈ND−NA

  ​ La concentrazione delle lacune p (portatori minoritari) è: p=ni^2/n

• Semiconduttore di tipo p:
  La concentrazione delle lacune p(maggioritari) è: p≈NA−ND

  La concentrazione degli elettroni n (portatori minoritari) è: n=ni^/2p

Come si definisce la neutralità di carica nei semiconduttori drogati?

La neutralità di carica si esprime con:

q(ND+p−NA−n)=0 Dove ND​ è la concentrazione di donatori e NA​ è quella di accettori. In equilibrio termico, il prodotto delle concentrazioni di elettroni e lacune è:

n⋅p=ni²

con ni = densità intrinseca di portatori.

Come funziona il modello a bande di energia nei materiali drogati? Cosa succede alle bande di energia in un semiconduttore drogato di tipo n e p?

• Tipo n: Gli atomi donatori aggiungono un livello energetico vicino alla banda di conduzione (EDE_DED​), rendendo più facile per gli elettroni muoversi nella banda di conduzione.

• Tipo p: Gli atomi accettori introducono un livello energetico vicino alla banda di valenza (EAE_AEA​), facilitando il movimento delle lacune nella banda di valenza.