Parciales de dispositivos electronicos

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Primer cuatrimestre 2020 – Zuazquita - Vistosi 
Primer parcial 
1) Inyección de portadores minoritarios en un semiconductor. Analizar la recombinación 
de los excesos de portadores al desaparecer la causa que los origina. Obtener y definir 
el tiempo de recombinación de los portadores minoritarios 
2) Obtener la expresión de la capacidad de juntura de un diodo PN de juntura abrupta. 
Graficar su variación y analizar su importancia relativa frente a la capacidad de difusión 
con la tensión de polarización 
3) Se desea construir un resistor de 200 Ω usando una barra de Ge que tiene una 
contaminación de átomos de Boro de 2. 1017𝑐𝑚−3 y una sección transversal de 
2. 10−3𝑚𝑚2 
a. Hallar la longitud L que deberá tener la barra 
b. Hallar la resistencia R de la barra si manteniendo la longitud calculada en el 
punto a) se aumenta la sección a S = 0,2 𝑚𝑚2 
4) Una juntura abrupta ideal de Silicio tiene los siguientes parámetros 
𝑁𝑎 = 5. 1015𝑐𝑚−3 ; 𝑁𝑑 = 7. 1016𝑐𝑚−3; 𝐼𝑠 = 5. 10−9𝐴 
Se pide hallar: 
a) El valor de la resistencia dinámica rd para una polarización Vd = Ψo/2, siendo 
Ψo el potencial de contacto 
b) La capacidad especifica de juntura o de transición C’j por unidad de área para 
una polarización Vd = - Ψo/2 
Considerar temperatura ambiente, T=300ºK 
Recuperatorio primer parcial (teoría) 
1) Obtener la expresión de la conductividad, graficar, analizar su variación con la 
temperatura, relacionar con la movilidad y la concentración de portadores 
2) Deducir la expresión de la corriente en una juntura PN con polarización directa (Ec. Del 
diodo). Graficar la curva característica y representar sobre esta la resistencia estática y 
dinámica 
 
Segundo parcial 
1) TBJ: Analizar el funcionamiento físico e un transistor polarizado en modo activo 
indicando todas las corrientes internas y obtener la expresión de la corriente de 
colector (Ic) en función de la tensión de emisor-base (Veb) 
2) Analizar y graficar la curva C-V y diagramas de carga de una juntura MOS ideal en el 
modo de inversión para alta y baja frecuencia 
3) Un capacitor MOS posee el siguiente diagrama de carga para corriente continua 
 
a. ¿Se trata de un semiconductor tipo N o P? Justificar 
b. ¿En qué modo esta polarizado? Justificar 
c. Graficar el diagrama de energía correspondiente al diagrama de carga 
presentado 
d. Modificar el diagrama de carga si se aplica señal alterna de alta frecuencia 
e. Dibujar la curva C-V de una juntura MOS ideal y marcar el punto al cual 
correspondería el diagrama de carga de la figura 
4) Un MOSFET ideal de acumulación de canal N tiene la siguiente característica Id-Vd 
 
a. Graficar un esquema del transistor funcionando en el punto 1 donde se 
representa todas las partes del mismo, la capa de inversión y la zona de 
vaciamiento 
b. Dada una tensión umbral Vth = 1V, que tensión de compuerta Vg se debe 
aplicar para obtener la curva indicada 
c. Si Xox = o,1 μm cuál es la densidad de carga de inversión en el extremo de 
drenaje del canal cuando el transistor esta polarizado en el punto 2 
d. Determinar gd (conductancia de drenaje) y gm(transconductancia) si el punto 
de operación es el 3 
Recuperatorio segundo parcial (teoría) 
1) Efectuar el análisis electrostático [ρ (x), ε (x), Ψ(x)] de una juntura MOS ideal en el 
modo de inversión 
2) Graficar la estructura de un MOSFET de canal N con Vg > Vth 
a. Vd = 0 
b. 0 < Vd < Vth 
c. Vd = Vdsat 
d. Vd > Vdsat 
Coloquio promoción (primera instancia) 
1) Semiconductores: Indicar la expresión de la conductividad eléctrica de un 
semiconductor extrínseco y graficar su variación con la temperatura junto con la 
movilidad y las concentraciones de portadores 
2) Juntura PN: Graficar el diagrama de corrientes de una juntura PN ideal, de una real y 
explicar la diferencia 
3) TBJ: Graficar los diagramas de concentración de portadores y de energía de un 
transistor NPN en el modo activo 
4) Juntura MOS real: ¿Qué efecto tiene la diferencia de funciones trabajo entre el metal y 
el semiconductor y cuales podrían ser las consecuencias en un MOSFET? 
5) MOSFET: Explicar porque la corriente de drenaje de un MOSFET ideal se satura luego 
del estrangulamiento 
6) Inversor CMOS: Graficar como varia la tensión de salida (Vo) de un inversor CMOS en 
respuesta a un escalón en la entrada que pasa de bajo a alto. Indicar la expresión del 
tiempo de conmutación τn 
Coloquio promoción (segunda instancia) 
1) Semiconductores: La mitad de una barra semiconductora es iluminada uniformemente 
y la otra mitad permanece en equilibrio térmico 
a. ¿Existe algún tipo de corriente? 
b. En caso afirmativo, indicar cuales son 
c. Escriba las expresiones de las mismas 
2) Juntura PN: Obtenga la expresión del potencial de contacto de una juntura 
abrupta. 
3) TBJ: Grafique el modelo de Giacoletto completo, los modelos simplificados 
para frecuencias bajas, medias y altas. Indicar la expresión de las 
frecuencias que limitan estas bandas de frecuencias. 
4) Juntura MOS real: Escriba la expresión de la tensión de umbral referida a la 
correspondiente de una juntura MOS ideal e indique a que se debe cada 
termino. 
5) MOSFET: Obtenga el circuito equivalente de pequeña señal de un MOSFET 
de canal inducido P para alta y baja frecuencia y exprese que es la máxima 
frecuencia de operación. 
6) Efectos de canal corto: ¿Que es el efecto avalancha, como se manifiesta en 
las curvas características y como puede reducirse? 
Coloquio promoción (tercera instancia) 
1) Semiconductores: Grafique la variación de la movilidad, concentración de portadores 
mayoritarios y minoritarios y conductividad en un semiconductor tipo N en función de 
la temperatura 
2) Juntura PN: Grafique la curva característica de un diodo PN ideal e indique sobre el 
mismo la resistencia estática y dinámica 
3) TBJ: Indique sobre las curvas características de salida de un transistor los distintos 
modos de funcionamiento en base y emisor común 
4) Juntura MOS real: Grafique el diagrama de energía de una juntura MOS ideal en el 
modo de inversión fuerte 
5) MOSFET: Grafique las curvas características de salida, la parábola limite y la curva de 
transferencia de un MOSFET de canal inducido. Indique como se manifiesta el efecto 
de modulación de ancho del canal 
6) Inversor CMOS: Grafique el circuito e indique cual es su ventaja principal frente a otras 
tecnologías