Página 75 - Coordinación de Servicios de Información
Versión de HTML Básico
Electrónica física
• Esto origina una variación de la energía
potencial electrostática del semiconductor
tipo
p
y del tipo
'1.
• Aumenta la energía potencial electrostática
del semiconductor tipo
p
y d isminuye la
energía potencial electrostática del semi–
conductor tipo
H.
Esto sucede por la entra–
da de electrones al semiconductor tipo
p
y
la salida de electrones del semiconductor
tipo
11.
• Aparece una diferencia de potencial entre
los dos materiales.
• Apa rece un campo eléctrico entre los dos
mate riales que se opone al movimiento de
los portadores de carga.
• Se
detiene el flujo neto de las partículas
cuando se igualan los dos niveles de Fermi.
La fuerza que mueve a los electrones del ma–
terialll al
p
se iguala a la fuerza del campo
eléctrico interno que se produce por el mo–
vimiento de las ca rgas.
• En adelan te, por cada electrón que va del
semiconductor tipo
11
al tipo
p
hay otro elec–
trón que va del tipo
p
al tipo n.
El diagrama de energía que se obtiene es el
de la figura IJI.3, donde nos fa lta aclarar va rias
dudas:
• ¿Cómo cambia el mínimo de la banda de
conducción del semiconductor tipo
11
al tipo
p y
como cambia el máximo de la banda de
valencia?
• Eldiagrama anterior es de energía potencial
electrostática E, contra posición
x.
¿Qué or–
den de magnitud en xcubre la transición del
semiconductor tipo
11
al tipo
p?
• ¿Cuál región es la que produce el efecto
rectificante
y
cuál es sólo accesoria?
El análisis electrostático dará respuestas a es–
tas preguntas. Empecemos por calcular una ex–
presión para la diferencia entre los mínimos de
la banda de conducción de los ma teriales,
Ecr
-
Ee"
=
EN' Esta expresión se obtiene de las
expresiones para la cantidad de electrones en
equilibrio en los materiales,
l1o.}
n.o
NoN,.,
E¡,;
=
kT
In _
~kT
ln __
n
rO
n~
(1l\.4)
Es necesario determinar varios parámetros
que caracterizan a la unión
p-n
y por añadidura
todos los d ispositivos, además de terminar el
diagrama de energía potencial electrostática con–
tra posición.
Para simplificar el problema: suponga una
unión
p-n
abrupta, esto es, cuando la concentra–
ción de impurezas es uniforme en los semicon–
ductores
y
súbitamente cambia de ser tipo
n
a
tipo
p.
p
Unión metalúrgica
Figu ra 111.5. Unión
p-n
abrupta.
"
x
Además, emplearemos la aproximación de la
"zona desértica". Esto es, imaginaremos que los
electrones, al pasar del semiconductor tipo
n
al
ti po
p,
salen ordenadamente en forma de "placas
de carga (p) negativa" que al llegar al semicon–
ductor tipo
p
ocupan los enlaces covalentes no
saturados también de manera ordenada.
Carga eléctrica
,No
p=qN
o
:r~
> 1:>0
p=-qN,.,
o>:r>-:r
p
Figura 111.6 Aproximación de la
~ona
desértica
en la unión
p-n.
ILos subíndicesempezarán a aparecercada vezcon mayor frecuencia. Osiempre indicará una propiedad de equilibrio.
los
subíndices
p
y
n
se refieren al semiconductor tipo
p
y
tipo
u respeclivamente; el subíndice
bi
indica el potencial inlemo o de contacto
(lmilf.in).
De
aquí en adelante será necesario agregar el subínd ice u o
p
(de la región), puesto que podemos tener electrones en el semiconductor tipo
ti
(u,,) o
p (npl.
74
