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Estructuras electrónicas básicas
La región 1 en el semiconductor tipo p no es
eléctricamente neutra: tiene carga negativa por
los electrones que emigraron del semiconductor
tipo n, para igualar los niveles de Fermi.
La región n en el semiconductor tipo 11 no es
eléctricamente neutra: tiene carga positiva ya
que los electrones que la hacían neutra se fueron
al semiconductor tipo p.
En esta aproximación, la carga de las dos re–
giones es igual y se puede escribir de la siguiente
manera:
-x, x,
(lII.5)
Por la poca cantidad de los portadores móviles
que existen entre -xl' Y X~, se le llama "zona de–
sértica".
Al hacer el análisis electrostático del efecto de
esta distribución de carga interna con la ecuación
de Poisson se encuentran expresiones para el
campo eléctrico en la unión p-n, el potencial eléc·
trico y la energía potencial electrostática.
x
aE = 2'-. E= _ av
dX Ero' dX
E(X)= qND(x_x n ) XII >x>O ....
E(x)= qNA, (-x-xl' ) o>x>-xp ....
Figura 111.7. Campo eléctrico Interno en una unión p-n.
El campo eléctrico E es cero fuera de la zona
desértica y tiene un valor máximo en la unión
metalúrgica E mh'
El potencial eléctrico siempre es relativo a un
_ qN"x;
,«o
-x,
V(x)
x,
, ,
punto. Por comodidad, se puede hacer que el
potencial sea cero en el origen V(x = O) = O. Los
resultados son idénticos con cualquier otro pun–
to de referencia.
x qN [x' 1
V(x)=~_D_ _, - XlIX
« o x" > x > O
V(x)= +-'- -+ XpX qN [ " 1
« o ,
Figura 111.6. Variación de potencial en las bandas por la fo rmación de la unión p-u.
Para encontrar la gráfica de la energía poten–
cial electrostática sólo tenemos que multiplicar
por el negativo de la carga eléctrica, lo que invier–
te la figura anterior, E(x) = -q V(x). La energía del
potencial interno es igual a la diferencia de ener–
gía potencial fuera de la zona desértica. Esta
identificación permite relacionar el potencial in–
terno V", con el ancho de la zona d esértica
W(W = X w + XI.). Esto da como resultado una serie
de relaciones para los parámetros electrostáticos
con las características de fabricación .
En equilibrio, el ancho de la zona desértica W
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