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Concentraciones de los portadores en equilibrio

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Presentación del tema: "Concentraciones de los portadores en equilibrio"— Transcripción de la presentación:

1 Concentraciones de los portadores en equilibrio
xn0 -xp0 x= 0 Va x p pn0 n np0 En equilibrio la concentración no cambia Concentración de minoritarios Zona de agotamiento

2 Concentraciones de los portadores fuera de equilibrio
Concentraciones de los portadores fuera de equilibrio. Polarización en directa P N xn -xp x= 0 Va x p pn0 n np0 la concentración cambia por la inyección de portadores Concentración de minoritarios Va < Vbi Se reduce Son más pequeños Qué pasa con los mayoritarios ??

3 Ecuación básica para calcular la concentración en la frontera de la zona de agotamiento
En condiciones de equilibrio Fuera de equilibrio se sigue cumpliendo la ecuación, solo que:

4 Ecuación básica para calcular la concentración en la frontera de la zona de agotamiento
Luego: (porqué ??) Luego podemos calcular la concentración de huecos en xn: El exceso en xn sería:

5 Aplicando un voltaje sobre el diodo
Polarización en inversa Polarización en directa Ancho de la zona de vaciamiento

6 Aplicando un voltaje sobre el diodo
disminuye

7 Aplicando un voltaje sobre el diodo

8 Aplicando un voltaje sobre el diodo
Polarización en inversa aumenta

9 Aplicando un voltaje sobre el diodo
aumenta

10 Naturaleza de la corriente en el diodo polarizado
Diodo en equilibrio

11 Corrientes en polarización en directa
Diodo fuera de equilibrio, polarización en directa

12 Corrientes en polarización en inversa
Diodo fuera de equilibrio, polarización en inversa

13 Cálculo de la corriente en el diodo
Hipótesis para la deducción de la ecuación del diodo La unión es abrupta (cambia de forma abrupta desde la región N a la región P). No existen portadores (huecos o electrones) en la región de de vaciamiento. La carga espacial solo consiste de impurezas ionizadas. 3. En el cuerpo del diodo, fuera de la zona de vaciamiento, el semiconductor es neutral. La temperatura es tal que todos los átomos de impurezas están ionizados. Existen contactos óhmicos perfectos al final de las regiones P y N. 6. En polarización en directa, se asume que existe una inyección de bajo nivel. Los minoritarios varían, pero los mayoritarios se asume que permanecen constante. 7. No existe generación, ni recombinación en la zona de vaciamiento. Los portadores simplemente la atraviesan.

14 Cálculo de la corriente en el diodo
Condiciones de frontera: W Wp Wn En x’=Wn N P -xp xn Va x’= 0 x’’= 0 Cambio de coordenadas: x’ = x – xn Luego: x’= 0, en x = xn

15 Cálculo de la corriente en el diodo
Ecuaciones para la zona N: zona de vaciamiento zona N Región N x’=0 Ecuación de continuidad en zona neutral del lado N (condición estacionaria): Como: (La intensidad del campo eléctrico es cero) La ecuación queda:

16 Cálculo de la corriente en el diodo
Si p’ = p - p0n, entonces dp’ = dp La ecuación se convierte: Sujeta a las condiciones:

17 Cálculo de la corriente en el diodo
La solución tiene la forma: Donde: Longitud de difusión Con condiciones de frontera:

18 Cálculo de la corriente en el diodo
La solución general: O: Haciendo el mismo análisis para la región P: Con x’’=x+xp

19 Cálculo de la corriente en el diodo
Luego:

20 Cálculo de la corriente en el diodo
Cálculo de la corriente zona P: Luego:

21 Cálculo de la corriente en el diodo
La densidad de corriente total es igual a suma de la corriente de huecos y electrones al borde de zona de vaciamiento, esto es: Y la corriente total sería:

22 Ecuación de corriente Corriente en el Diodo ideal sería:
Corriente de saturación Condiciones

23 Diodos de otros materiales

24 Efecto de temperatura en el diodo


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