Compreender como calcular a resistividade e condutividade em semicondutores dopados é essencial para a concepção de dispositivos eletrônicos. Este guia fornece passos práticos para realizar esses cálculos com base em níveis de dopagem e propriedades do material.

Fundamentos da Resistividade e Condutividade

A resistência é uma medida de quão fortemente um material se opõe ao fluxo de corrente elétrica. A condutividade é o inverso da resistividade e indica quão facilmente a corrente pode passar através de um material. Ambas as propriedades dependem da composição do material e do nível de dopagem.

Calculando Resistividade

A resistividade (rho) de um semicondutor dopado pode ser calculada utilizando a fórmula:

[[FLT: 0]](rho = frac{1}{q vezes mu N})

Onde:

  • q = carga elementar (~1.6 × 10]-19 C)
  • μ] = mobilidade dos transportadores de carga (cm]2/V·s)
  • N = concentração de dopagem (cm]-3)

Substituindo valores conhecidos, você pode determinar a resistividade do semicondutor dopado.

Calculando a Condutividade

A condutividade (sígma) é calculada como a recíproca da resistividade:

(sigma = q vezes mu vezes N)

Esta fórmula mostra que aumentar a concentração de doping ou mobilidade do portador aumenta a condutividade.

Exemplo prático

Suponhamos que um semicondutor de silício seja dopado com uma concentração de 1 × 1017 cm[-3[. Se a mobilidade dos elétrons for de 1350 cm2[/V·s, então:

Resistividade:

[[FLT: 0]]( rho = frac{ 1}{(1,6 vezes 10^{-19}) vezes 1350 vezes 1 vezes 10^{ 17}}][

Condutividade:

[[FLT: 0]](sigma = (1,6 vezes 10^{-19}) vezes 1350 vezes 1 vezes 10^{17})