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

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 ??

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:

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:

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

Aplicando un voltaje sobre el diodo disminuye

Aplicando un voltaje sobre el diodo

Aplicando un voltaje sobre el diodo Polarización en inversa aumenta

Aplicando un voltaje sobre el diodo aumenta

Naturaleza de la corriente en el diodo polarizado Diodo en equilibrio

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

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

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.

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

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:

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

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

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

Cálculo de la corriente en el diodo Luego:

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

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:

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

Diodos de otros materiales

Efecto de temperatura en el diodo