Materiales
Eléctricos
Juntura PN
Diodo
-+ + + + + + + + + + + + + + + + Ion Aceptador Ion Donador Hueco Electrón
Semiconductor tipo P - tipo N
+ + + + P (NA) N (ND)
Materiales Eléctricos
Banda Valencia Banda Conducción
Niveles energéticos puestos por las impurezas Donadoras ND
Banda Valencia Banda Conducción Niveles energéticos puestos por las impurezas AceptorasNA
Semiconductor tipo P - tipo N
D C C F
N
N
kT
E
E
n
ln
Nivel de Fermi Nivel de Fermi A V V FN
N
kT
E
E
p
ln
-+ + + + + + + + + + + + + + + + Ion Aceptador Ion Donador Hueco Electrón
Juntura PN
+ + + + P (NA) N (ND)Materiales Eléctricos
-
+ + + + + + + +-+ + + + + + + + + + + + + + + + Ion Aceptador Ion Donador Hueco Electrón
Juntura PN
Huecos por Difusión Electrones por Difusión
Huecos por Campo Electrones por Campo
E
Zona DepleciónLibre de Carga móvil-
+ + + + + + + +-+ + + + + + + + + + + + + + + +
Materiales Eléctricos
Juntura PN
Huecos por Difusión Electrones por Difusión
E
Mayoritarios
Electrones por campo Huecos por campo
Mayoritarios Minoritarios Minoritarios
J
=
J
Dp Ep En Dn=
J
J
LEY DE LA JUNTURA-
+ + + + + + + + --+ + + + + + + + + + + + + + + +
Juntura PN
Huecos por Difusión Electrones por Difusión
E
Mayoritarios
Electrones por campo Huecos por campo
Mayoritarios Minoritarios Minoritarios
J
=
J
Dp EpJ
Dn=
J
EnE
µ
p
q
=
J
=
dx
dp
D
q
J
Dp
p Ep p LEY DE LA JUNTURAMateriales Eléctricos
Juntura PN
Huecos por Difusión Electrones por Difusión
Mayoritarios
Electrones por campo Huecos por campo
Mayoritarios Minoritarios Minoritarios
J
=
J
Dp EpJ
Dn=
J
EnE
µ
p
q
=
J
=
dx
dp
D
q
J
Dp
p Ep pE
µ
p
q
=
dx
dp
D
q
p pE
dx
D
µ
=
p
dp
p p LEY DE LA JUNTURAJuntura PN
E
µ
p
q
=
dx
dp
D
q
p pE
dx
D
µ
=
p
dp
p pV
µ
D
T p p
dV
=
dx
E
TV
dV
=
p
dp
donde LEY DE LA JUNTURA-
+ + + + + + + + --+ + + + + + + + + + + + + + + +
Materiales Eléctricos
Juntura PN
ESi integramos esta expresión entre los límites de la zona P donde la concentración de equilibrio es ppo a través de la juntura hasta la zona
N donde la concentración de huecos es pno obtendremos:
T
V
dV
=
p
dp
Vjo 0V
TdV
=
p
dp
pno ppo T jo no poV
V
=
p
p
ln
LEY DE LA JUNTURA+ + + + + + + pp0 pn0 nn0 np0 P (NA) N (ND) Concentración de portadores WP -xP 0 xn WN E
Vjo 0V
TdV
=
p
dp
pno ppo T jo no poV
V
=
p
p
ln
Juntura PN
LEY DE LA JUNTURAMateriales Eléctricos
+ + + + + + + pp0 pn0 nn0 np0 P (NA) N (ND) Concentración de portadores WP -xP 0 xn WN E
Vjo 0V
TdV
=
p
dp
pno ppo
2 i D A T jon
N
N
ln
V
V
Juntura PN
POTENCIAL DE JUNTURA
V
-
jo+ + + + + + + pp0 pn0 nn0 np0 P (NA) N (ND) Concentración de portadores WP -xP 0 xn WN E
Juntura PN en Equilibrio
¿Se puede Medir el POTENCIAL DE JUNTURA?
V
-
joSin potencial aplicado externo
Banda Valencia Banda Conducción
Niveles energéticos puestos por las impurezas Donadoras ND
Banda Valencia Banda Conducción Niveles energéticos puestos por las impurezas AceptorasNA
Materiales Eléctricos
D C C FN
N
kT
E
E
n
ln
Nivel de Fermi Nivel de Fermi A V V FN
N
kT
E
E
p
ln
Banda Valencia Banda Conducción
Niveles energéticos puestos por las impurezas Donadoras ND
Banda Valencia Banda Conducción Niveles energéticos puestos por las impurezas AceptorasNA D C C F
N
N
kT
E
E
n
ln
Nivel de Fermi Nivel de Fermi A V V FN
N
kT
E
E
p
ln
Juntura PN usando Bandas
Banda Valencia Banda Conducción Banda Valencia Banda Conducción
Materiales Eléctricos
Nivel de Fermi Nivel de FermiJuntura PN usando Bandas
A V V D C C F FN
N
kT
E
N
N
kT
E
E
E
n pln
ln
Banda Valencia Banda Conducción Banda Valencia Banda Conducción Nivel de Fermi Nivel de Fermi
Juntura PN usando Bandas
Semic. Tipo P Semic. Tipo N p n F FE
E
Expresando esta diferencia energética en volt
2 i D A T jon
N
N
ln
V
V
Banda Valencia Banda Conducción Banda Valencia Banda ConducciónMateriales Eléctricos
Nivel de Fermi Nivel de FermiJuntura PN con Polarización
DIRECTA
Semic. Tipo P
Semic. Tipo N
Barrera c/polarización 0
Barrera c/polariz. Mayor a 0
Banda Valencia Banda Conducción Banda Valencia Banda Conducción Nivel de Fermi Nivel de Fermi
Juntura PN con Polarización
INVERSA
Semic. Tipo P
Semic. Tipo N
Barrera c/polarización 0
Barrera c/polariz. Menor a 0
Los niveles de Fermi ya no son iguales
-
+ + + + + + + +-+ + + + + + + + + + + + + + + + Ion Aceptador Ion Donador Hueco Electrón
Materiales Eléctricos
Juntura PN c/pola. 0
Huecos por Difusión Electrones por Difusión
Huecos por Campo Electrones por Campo
-
+ + + + + + + +-+ + + + + + + + + + + + + + + + Zona P Zona N
Juntura PN con Polarización
DIRECTA
Huecos por Difusión Electrones por Difusión
E
Zona Deplecióny campo EMENORHuecos por Campo Electrones Campo Mayoritarios Minoritarios Mayoritarios Minoritarios
J
mayor
J
Dp EpJ
Dnmayor
J
En-
+ + + + + + + +-+ + + + + + + + + + + + + + + + Zona P Zona N
Materiales Eléctricos
Juntura PN con Polarización
INVERSA
E
Zona Deplecióny campo EMAYORHuecos por Campo Electrones Campo
Mayoritarios
Minoritarios
Mayoritarios
Minoritarios Huecos por Difusión Electrones por Difusión
J
menor
¿Por qué rectifica la Juntura PN?
¿Por qué
permite
circular corriente en sentido
directo?
¿Por qué
NO permite
circular corriente en sentido
inverso?