Electró" ica física
y el campo eléctrico interno máximo
Emh
tienen
las siguientes expresiones:
(111.6)
De esta manera, el diagrama de energía poten–
cial electrostática
E
contra posición
x,
de la unión
P-II
será:
E(x)
Ee,
- -
----- - .
--F·
E,
E"
~
'"
1'----
-',
'.
Figura 111.9. Olagrama de la energla potencial
electrostática de la unión p_lI.
Ec,
,
E
v"
yeamos con detalle el efecto de la polariza–
ción:
El acceso eléctrico a cualquier material se rea–
liza a través del nivel de Fermi, ya que todo
sistema alcanza el equili brio cuando tiene el mis–
mo nivel. Las diferencias de potencial eléctrico
____
~EC
I
•
v =o
I
----- E,
•
son proporcionales a la diferencia de los niveles
de Fermi.
Un semiconductor tipo
n
homogéneo como el
que forma un resistor normal p uede repre–
sentarse con los d iagramas de energía de la figu–
ra
111.1 0.
En ella se representa una variación lineal del
potencial aplicad o a lo largo del resistor, ya que
el campo eléctrico es uniforme. Es importante
observar la relación que guarda el potencial eléc–
trico
V
con la energía potencial electrostática E.
Si la energía está en eV, ambos son numérica–
mente iguales pero de signo contrario. La dife–
rencia de potencial aplicado
es
idéntica a la di–
ferencia de los niveles de Fermi.
¿Cómo cambia el diagrama de energía potencial
electrostática de una unión
p-n
cuando se aplica
una diferencia de potencial en sus extremos?
En la figura
m .11
se observa que:
• El
ancho de la zona desértica
(W)
cambia,
en polarización d irecta disminuye
y
en po–
larización inversa aumenta.
• El nivel de Fermi es una constante
y
es
horizontal cuando
V
o
=
O.
Además,
es
con–
tinuo.
• El nivel de Fermi es discontinuo al polarizar
la unión con
V
o
diferente de cero.
• El nivel de Fermi fuera de
W
(aproximada–
mente) sigue siendo continuo
y
horizontal.
• En W (ap roximadamente) no se dibujó el
nivel de Fermi, porque éste es un concepto
de sistemas en equilibrio
y
al pasar corrien-
______ E,
•
V(+)
Figura 111. 10. Cambios en el diagram a d e energla p o r efecto de la polarización.
76
1...,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76 78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,...131