Fonón: es un modo cuantizado de vibración que tiene lugar en redes cristalinas como la red atómica del sólido. El estudio de los fonones es una parte importante en la física del estado sólido debido a que los fonones juegan un papel importante en muchas de la propiedades físicas incluyendo las conductividades térmicas y eléctricas. En particular la propiedades de los fonones de longitud de onda larga dan lugar al sonido en los sólidos, de aquí el nombre del fonón.

Espectros de Fonones medidos en Ge, Si y GaAs, donde TO significa modos ópticos transversales, LO significa modos ópticos longitudinales. TA significa modos acústicos transversales y LA modos acústicos longitudinales.

Transiciones ópticas: a-y b-Transición directa, c-Fonones involucrados en una transición indirecta.

Son las propiedades basadas en el comportamiento de los materiales en presencia de ondas

luminosas (luz).

Son las propiedades basadas en la reacción de un material durante cambios de

temperatura.

•Comportamiento del coeficiente de absorción para diferentes materiales semiconductores.

Conductividad térmica en función de la temperatura medida para Ge, Si, GaAs, Cu, Diamante tipo II y SiO2..

Forma diferencial de

la ley de Faraday

Forma diferencial de la ley de Ampere para

materiales.

Ley de GaussLey de Gauss para campos

magnéticos en materiales.

Es la corriente debida a la diferencia

de concentración de portadores.

Densidad de corriente para electrones

Densidad de corriente para

huecos

Donde:δp= Variación de la concentración de huecos (atm/cm3).δn= Variación de la concentración de electrones (atm/cm3).Jp= Densidad de corriente de huecos en el interior del semiconductor (A/cm2).Jn= Densidad de corriente de electrones en el interior del semiconductor (A/cm2).

•Es un proceso mediante el cual se parte de un material semiconductor sobre el que se coloca un material dopante y se calienta el conjunto hasta que reaccionan los dos materiales.

•El primer proceso es una difusión tipo n en una oblea tipo p para formar la región de la base. Luego, se difunde o se une en aleación el emisor tipo p a la base tipo n. después se hace una corrosión para reducir la capacitancia de la unión del colector. El termino "mesa" se deriva de su similitud con la formación geográfica. La técnica de difusión permite un control muy preciso de los niveles de dopado y el espesor

de las diversas regiones.

•Es un proceso mediante el cual se parte de un material semiconductor sobre el que se coloca un material dopante y se calienta el conjunto hasta que reaccionan los dos materiales.

•La implantación iónica es una técnica de modificación superficial que consiste en la introducción de átomos de un elemento escogido, dentro de las primeras capas

superficiales de un material.

•Es la región donde no existen portadores libres.

Distribución de caga espacial. Las líneas entrecortadas indican la parte posterior de la distribución de los portadores mayoritarios.

Donde:Jp y Jn: densidad de corriente de huecos (p) y electrones (n).pno y npo: portadores minoritarios.V: diferencia de potencial electrostático a través de la unión.ND: Iones positivos debido a las impurezas donadoras que han perdido electrones.NA: Iones negativos debido a las impurezas aceptoras que han ganado electrones.W: ancho de la región de vaciamiento.

•Distribución de campo eléctrico.

•Distribución de carga espacial

Capacitancia

Campo máximo

Ecuación de Poisson

Ancho de la región de vaciamiento

•Anchura y capacidad de la capa de vaciamiento por unidad de área en función del gradiente de impurezas para la unión gradual lineal en Si. La línea intercortada es para el caso de tensión de polarización cero.

•Gradiente de la Tensión de uniones graduales lineales de Ge, Si y GaAs.

•Las densidades de corriente de electrones y huecos son iguales en equilibrio térmico.

•Electrones

•Huecos

•Diferencia de potencial electrostático

•De las ecuaciones de continuidad en estado estacionario

•Se asume baja inyección

Condición de frontera

Luego, la solución de la ecuación diferencial:

Js: densidad de corriente de saturación que depende de la temperatura.

Ecuación de Schockley

•Polarización directa

Polarización inversa.

Distribución de portadores y densidades de corriente.

Curva característica ideal de voltaje Vs. Corriente. Graficació

n lineal.

Curva característica

ideal de voltaje Vs. Corriente. Graficación

semilogarítmica.

Generación: ocurre cuando un electrón gana energía suficiente para promocionarse de la banda de valencia a la banda de conducción, y se genera un par electrón-hueco.

Velocidad de generación de pares.

Jgen: Densidad de corriente generada.

Recombinación: ocurre cuando un electrón libre puede ser capturado por un hueco (enlace vacío) de la red.

Curva Característica Corriente-Tensión de un diodo de Si práctico: a-Región de corriente de generación-recombinación. b-Región de difusión de corriente. c-Región de alta inyección. d-Efecto de resistencia serie. e-Corriente de fuga inversa debida a la generación-recombinación y a los efectos superficiales.

Concentración de portadores, nivel intrínseco de Fermi (ψ) para una unión p-n operando para diferentes densidades de corriente:

a-10A/cm2.

b-103A/cm2.

c-104A/cm2.

Para alta inyección, debido a la resistencia finita de la región neutra, se genera un valor de

tensión apreciable.

Capacitancia de difusión

Τp:Tiempo de vida

de los Portadores minoritarios.

En estado estable, cierta cantidad de exceso de carga de portadores minoritarios se almacena en la mayor parte de cada una de las regiones P y N con carga neutra. Si cambia la tensión entre terminales, este cambio finaliza antes de que se alcance un nuevo estado estable. Este fenómeno de carga y almacenamiento se le conoce como capacitancia de difusión.

Conductancia y capacidad de difusión normada en función de ωτ. Se ha agregado el circuito equivalente de la unión pn par polarización directa.

Conductancia y capacidad de difusión normada en función de ωτ. Se ha agregado el circuito equivalente de la unión pn par polarización directa.

•La capacitancia de difusión decrece al incrementar la frecuencia.

•Para altas frecuencias cd~w-1/2.

•Estos dispositivos no responden a altas frecuencias.

Curva Característica Corriente-Tensión de la ruptura por efecto Túnel.

Es un efecto mecanocuántico que consiste en que una partícula pueda atravesar una barrera de potencial sin tener energía suficiente para rebasarla por encima (en el sentido clásico) debido a que la probabilidad de que la partícula se encuentre al otro lado de la barrera es no nula.

Donde:

Tt: probabilidad de transmisión mecánica-cuántica.

V: tensión aplicada.

m*: masa efectiva.

Eg: anchura energética de la banda prohibida.

E: campo eléctrico de la unión.

Es cuando se aplican altos voltajes de polarización, los portadores de carga libres se desplazan rápidamente, con mayor energía y liberan nuevos portadores secundarios, los cuales también son capaces de producir nuevos portadores.

Tensión de avalancha de ruptura en función de la concentración de impurezas para una unión abrupta unilateral de Ge, Si, GaAs y GaP con orientación (100). La línea intercortada indica el dopado máximo mas allá de la cual el mecanismo túnel domina la respuesta característica de la ruptura de tensión.

Dependencia que muestra la orientación de la tensión de ruptura de avalancha en una unión abrupta unilateral de la unión GaAs. Se compara Vb en la orientación <111> y <110> con respecto a <100>. Para Nb~1016 la tensión de ruptura es independiente de la orientación.

Tensión de ruptura de avalancha en función del gradiente de impurezas para uniones ordenadas linealmente de Ge, Si. GaAs y GaP orientadas en dirección (100). La línea intercortada indica el gradiente máximo mas allá del cual se establece el mecanismo túnel.

Anchura de la capa de vaciamiento y campo máximo para la ruptura de uniones abruptas unilaterales de Ge, Si, GaAs y GaP con orientación (100).

Anchura de la capa de vaciamiento y campo máximo para ruptura de uniones ordenadas linealmente de Ge, Si, GaAs y GaP con orientación (100).

Los campos se intensifican a menor anchura de la región de vaciamiento.

Tensión de ruptura para uniones difusas. Se ha agregado la distribución de carga espacial.

Tensión de ruptura para uniones p+-π-n+y p+-v-n+,donde π representa un material tipo p débilmente dopado y v un material tipo n débilmente dopado. W representa el espesor de la región π o v.

Tensión de ruptura de avalancha normado en función de la temperatura de la estructura cristalina. La tensión de ruptura se incrementa con la temperatura.

Dependencia de la Temperatura de la curva característica inversa I-V de un diodo de Si n+-p libre de microplasma con NB=2,5x1016cm-3y un anillo de seguridad de tipo n. El coeficiente de temperatura es 0.024V/°C.

Tensión de ruptura normada de la unión cilíndrica y esférica en función del radio de la curvatura normado.

Circuito de conmutación básico.

•En polarización directa If fluye en la unión para t=0.

•Para t=0 se conmuta s a la derecha.

•Fluye una corriente inicial inversa.

Respuesta transitoria.

•t1: intervalo de corriente constante.

•t2: intervalo de caída de corriente.

•t1 y t2: tiempo de tránsito. Tiempo en el que la corriente alcanza el 10% de IR.

Tensión de la unión en función del tiempo.

•Distribución de portadores minoritarios para varios intervalos de tiempo.

Es la perturbación que sufre la señal en el proceso comunicativo.

Es el ruido producido por el movimiento de los electrones en los elementos integrantes de los circuitos, tales como conductores, semiconductores, tubos de vacío, etc. Se trata de un ruido blanco, es decir, uniformemente distribuido en el espectro de frecuencias.

Para bajas frecuencias. Para baja inyección el

ruido total se desprecia.

T: temperatura absoluta

Promedio cuadrado de corriente de deriva. Es independiente de la frecuencia.

B: ancho de banda en Hz.

R: parte real de la impedancia.