EleelrÓf/iea física
que tienen los metales, mientras que lossemicon–
ductores se caracterizan por la afinidad electró–
nica X, una constante que no se modifica ya que
está definida por distancias entre las bandas de
energía. En los semiconductores es posible vi–
sualizar la (unción trabajo
'P...,
pero es una varia–
ble, ya que la cantidad de electrones puede variar
localmente.
Al hacer la unión metal-semiconductor se pro–
ducen los mismos fenómenos que durante la
unión
P-I1,
sólo que aquí, para identificar de qué
material fluyen los electrones, necesitamoscono–
cer la relación entre las funciones de trabajoantes
de hacer la unión, si recordamos en la unión
P-1I
dio origen a
V
¡.¡.
El sistema de la unión entre un metal y un
semiconductor puede formarse mediante la si–
guiente combinación de materiales:
a)
({:I",
>
<p",
(semiconductor tipo
11):
dará lugar a
una unión rectificante.
b)
'P...
<
'P",
(semiconductor tipo
p):
dará lugar a
una unión rectificante.
c)
<p",
<
({:I...
(semiconductor tipo
n):
dará lugar a
una unión óhmica.
d)
<p",
>
({:loe
(semiconductor tipo
p):
dará lugar a
una unión óhmica.
Los valores de la función trabajo para algunos
materiales metálicos son: platino
q<p",
=
5.8 eV,
oro
qq>",
=
5.2 eV, cromo
q<p",
=
4.6 eV, aluminio
q<p",
=
4.1 eVo La afinidad electrónica para el sili–
cio
qX
=
4.05 eV; por
10
tanto, puede producir,
con el cambio en la cantidad de impurezas, valo–
res de la función trabajo en el siguiente intervalo
q~.
=
4.05 eV (Si
n')
hasta 5.20 eV (Si
p').
Diagramas de energía en los eOlllactos
rectificalltes
De los diagramas de la figura 1ll.19 es posible
concluir que las estructuras presentan un efecto
no lineal entre el voltaje y la corriente, ya que las
curvas de resistividad se parecen a las de la
unión
P- /1.
Las similitudes con la unión
p-11
son
limitadas. El análisis electrostático es válido, su–
poniendo solamente que el metal es un semicon-
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ductor muy impurificado, de tal manera que la
zona desértica existe sólo en el semiconductor,
al igual que la densidad de carga, el campo
eléctrico y la energía potencial electrostática. Y
más aún, las expresiones son iguales eliminando
las impurezas que corresponden al metal; por
ejemplo:
x
2
(m
_
se)
'"
lím
W
2
(p -
11)
(111.1 6)
N . ...
M
La estructura rectificante formada por un me–
tal y un semiconductor con las características
({:1m>
<Po<
(semiconductor tipo
11),
al hacer el análi–
sis electrostático, daría:
2
V~
2a;,
x~(m
- se) '"
- N-–
q
D
(111.1 7)
La diferencia esencial entre la unión
p-"
y la
unión metal-semiconductor es que la conduc–
ción se lleva a cabo por portadores mayoritarios
(a diferencia de la unión
p-n,
en que la conduc–
ción es por minoritarios). Veamos cualitativa–
mente el mecanismo de transporte en una unión
rectificante de este tipo:
Nivel de
1"'-_______
Metal
Semiconductor
Figura 111.20. Diagrama de energla potenc ial
electrostática de una unión metal-semiconductor
rectlficante.
"
Al polarizar el sistema, la gran resistividad de
la unión provoca que toda la caída de potencial
sea en la unión; esto no modifica el valor de
({:lB"'
que está definido por dos constantes, la función
trabajo del metal y la afinidad electrónica del
semiconductor
«{:lB"
=
<íl", -
X)·
Al no cambiar esta
1...,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86 88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,...131