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Estructuras electr6nicas básicas
Zona 1
x
$;
-L~
Densidad de electrones
(
~J
n"o= Nc exp -
kT
Densidad de huecos
x=-x,.
(
q(V.,-V,)
JqV'J
11
=
11..0
exp -
kT
=
n~
eXr(kT
Zona V
x
~
L,.
11
=Il..o
(
q(V"-V"J
[qV,)
p=p", exp
-
kT
=
P,.
exp
kT
• Este cuadro incluye las condiciones de frontera generales para ambas polarizaciones.
Vo
es positivo para polariza–
ción en directa y negativo para polarización en inversa.
Donde
Ebi
es la barrera de potencial que ven los
electrones que están en el semiconductor tipo
11
y quieren pasar al semiconductor tipo
p.
La
otra
condición se refiere a la convención usada para
indicar polarización inversa y directa, donde V
o
es negativa en el primer caso y positiva en el
segundo, el cual seguiremos usando a lo largo
del capítulo.
En polarización directa existe un flujo de elec–
trones en exceso del material
11
al
p
y un flujo de
huecos en exceso del material
p
al
11.
La
corriente
aumenta rápidamente al aumentar el voltaje.
En polarización inversa existe un flujo de elec–
trones en exceso del material
p
al
n
y un flujo de
huecos en exceso del material
n
al
p.
La corriente
casi no aumenta al aumentar el voltaje, siempre
que no existan procesos de ruptura.
Modelo de SllOckley
Este modelo describe analíticamente el trans–
porte de carga a través de la unióll p-n fuera de
equilibrio, y se basa en la hipótesis de que las
ecuaciones de transporte son válidas.
(111.8)
Como se recordará, estas ecuaciones fueron
introducidas al final del capítulo anterior.
La solución de estas ecuaciones se simplifica
en gran medida con las siguientes aproxima–
ciones:
• Todo el potencial aplicado aparece en la
zona desértica
(W).
El campo eléctrico es
cero fuera de ella.
• Las regiones " y
p
son infinitas; en general,
es suficiente con que sean algunas veces
mayores que la longitud de difusión de los
portadores minoritarios
(L"
y
L¡,).
• Es importante tener un bajo nivel de inyec–
ción; que la cantidad de portadores minori–
tarios en exceso sea mucho menor que la de
los portadores mayoritarios en equilibrio.
También se puede decir que en directa
V
o
<
V
b ,
y que en inversa no exista ruptura.
• Que los semiconductores sean no degene–
rados.
• Que no exista recombinación en
w.
Si no existe campo eléctrico en las zonas cua–
sineutras, ¿cómo se produce entonces la corrien–
le eléctrica?
Para dar respuesta a esta pregunta, veamos
con detenimiento la distribución de los portado–
res y la resistividad a Jo largo de la unión
p-Il.
Cualitativamente, con ayuda del diagrama de
la figura JII.13 se puede ver ']ue la d ensidad
de portadores minoritarios cambia cerca de la
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