Em um semicondutor tipo p, a concentração de lacunas é 1016...

Vamos abordar essa questão sobre semicondutores tipo p e concentração de portadores de carga. No contexto da eletrônica, compreender a relação entre a concentração de lacunas e elétrons em um semicondutor é fundamental para resolver problemas práticos.

Tema Central: A questão trata de semicondutores tipo p, onde a concentração de lacunas (portadores majoritários) é conhecida, e precisamos determinar a concentração de elétrons (portadores minoritários) em equilíbrio térmico. O conceito-chave aqui é o produto de massa invariante de carga, que afirma que, em equilíbrio térmico, o produto das concentrações de elétrons e lacunas é igual ao quadrado da concentração intrínseca.

Resumo Teórico:

No equilíbrio térmico, em um semicondutor:

n * p = n_i²

Onde:

• n = concentração de elétrons (portadores minoritários em um semicondutor tipo p)
• p = concentração de lacunas (portadores majoritários em um semicondutor tipo p)
• n_i = concentração intrínseca do material

Aplicando ao Problema:

Dada a concentração de lacunas p = 10¹⁶ cm^-3 e a concentração intrínseca n_i = 1,5 × 10¹⁰ cm^-3, podemos encontrar n usando a fórmula:

n = n_i² / p

Substituindo os valores:

n = (1,5 × 10¹⁰)² / 10¹⁶

n = 2,25 × 10⁴ cm^-3

Alternativa Correta: D - 2,25 × 10⁴ cm^-3

Análise das Alternativas Incorretas:

• A - 4,44 × 10³ cm^-3: Resulta de um cálculo incorreto da fórmula do produto de massa invariante.
• B - 6,67 × 10³ cm^-3: Valor não compatível com o cálculo correto.
• C - 1,50 × 10⁴ cm^-3: Outra tentativa errônea de cálculo que não considera a relação correta entre n_i e p.
• E - 6,67 × 10⁶ cm^-3: Muito elevado para a concentração de elétrons em um semicondutor tipo p em equilíbrio térmico.

Com essas explicações, espero ter ajudado você a entender melhor como manipular as concentrações em semicondutores. Gostou do comentário? Deixe sua avaliação aqui embaixo!