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Estructuras electrónicas básicas
Al unir dos materiales cualesquiera, existe un flujo de portadores. Este flujo se puede
caracterizar de las siguientes dos maneras:
• Los electrones fluyen del material que tiene mayor nivel de Fermi al que tiene
menor nivel de Ferml.
• Los electrones flu yen del material que tiene menor función de trabajo al material
que tiene mayor función de trabajo.
Nivel de vaclo Nivel de vaclo
E ,l. ,l. qx
E, Ee
E,
fiEl E,
M etal Semiconductor
"" - Fur.c16n trabajo en el metal
+oc • Función trabajo en el semiconductor
Figura 111.4. Definición de función trabajo y afinidad electrónica.
DIODO DE UNiÓN
Uno d e los dispositivos básicos en la electrónica
es el que se forma al unir dos semiconductores,
uno tipo p y el otro ti po n (unión p-n). El análisis
de la unión p-n incluirá un estudio fenomenoló–
gico; después se presentará un análisis electros–
tático y finalmente un modelo de transporte.
Cada uno de éstos se realiza con detalle por d os
razones: es la primera vez que se presentan en
este trabajo y el tratamiento es similar en todos
los otros dispositivos.
El análisis fenomenológico requiere estudiar
paso a paso lo que suced e con los electrones en
los semiconductores tipo n y p al hacer la unión
y llegar al equilibrio. Con objeto de que se logre
la unión entre los semiconductores, ¿es suficiente
tomar dos trozos de semiconductor diferentes y
juntarlos o pegarlos con "Kola Loca"?
Veamos las diversas posibilidades. Si junta–
mos d os trozos de semiconductor nunca podre–
mos lograr el contacto por va rias razones: no
podemos garantizar que las superficies sean per–
fectamente lisas, además de que el silicio, por
ejemplo, está cubierto por una película de óxido
que hace que 105 dos trozos estén aislados. Ahora
bien, si optamos por pegarlos, a los inconvenien–
tes an teriores hay que agregar la interfaz con el
adhesivo. Así que la única posible respuesta es
emplear las técnicas de la m icroelectrónica, la
difusión de impurezas, por ejemp lo, y transfor–
mar un semiconductor tipo n en p y formar la
unión en el proceso.
El equilibrio de la unión de los semiconducto–
res se obtiene sigu iendo el procedimiento que a
continuación se describe:
• Al hacer la unión metalúrgica existe un flujo
de electrones del semiconductor tipo 11 al p
(y un flujo de huecos del semiconductor
tipo p al n).
• Esto ocasiona que se rompa la neutralidad
eléctrica de cada material y se tenga una
carga neta positiva en el lado 11 y una carga
neta negativa en el tipo p.
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