laboratorio de mediciones

Marco Teórico
DIODOS SEMICONDUCTORES
En la figura Nº 1. se muestra un material de tipo p y otro de tipo n colocados juntos para formar una
unión. Esto representa un modelo simplificado de construcción del Diodo. El modelo ignora los
cambios graduales en la concentración de impurezas en el material. Los diodos prácticos se
construyen como una sola pieza de material semiconductor, en la que unlado se contamina con
material de tipo p y el otro con material de tipo n.
También se muestra en La figura Nº 1 el símbolo esquemático del diodo. Nótese que, en este
símbolo, la “flecha” apunta del material de tipo p al material de tipo n.

Figura Nº 1, Modelo simplificado del diodo

Los materiales más comunes utilizados en la construcción de diodos son tres: germanio, silicio y
arseniurode galio. En general, el silicio ha reemplazado al germanio en los diodos debido a su mayor
barrera de energía que permite La operación a temperaturas más altas, y los costos de material son
mucho menores. El arseniuro de galio es particularmente útil en aplicaciones de alta frecuencia y
microondas. Sin embargo, resulta más caro que el silicio, y la fabricación de diodos de arseniuro de
galioes difícil.
La distancia precisa en la que se produce el cambio de material de tipo p a tipo n en el cristal varia
con la técnica de fabricación. La característica esencial de la unión pn es que el cambio en la
concentración de impurezas se debe producir en una distancia relativamente corta. De otra manera, la
unión no se comportará como un diodo. Existen casos donde la unión pn no se puedetratar como un
cambio abrupto en el tipo de material, sobre todo cuando el diodo se forma por difusión. Esto
provoca que la contaminación cercana a la unión esté escalonada; esto es, las concentraciones de
donadores y receptores son una función de la distancia a través de la unión.
Habrá una región desértica en la vecindad de la unión, como se muestra en la figura Nº 2(a). Este
fenómeno sedebe a la combinación de huecos y electrones donde se unen los materiales. La región
desértica tendrá muy pocos portadores. Los portadores minoritarios a cada lado de esta región
(electrones en la región p y huecos en la región n) se trasladarán hacia el otro lado y se combinaran
con iones en el material, de la misma forma, los portadores mayoritarios (electrones en la región n y
huecos en laregión p) se moverán a través de la unión.

(a)

(b)

(c)

Figura Nº 2, Regiones desérticas

Sin embargo, los dos componentes de la corriente constituida por el movimiento de huecos y
electrones a través de la unión se suman para formar la corriente de difusión, ID. La dirección de esta
corriente es del lado p al lado n. Además de la corriente de difusión, existe otra corriente debido aldesplazamiento de portadores minoritarios a través de la unión, y se conoce como IS. Algunos de los
huecos generados térmicamente en el material n se difunden, a través de este material, hacia el borde
de la región desértica. Allí experimentan el campo eléctrico y se deslizan, a lo largo de dicha región,
hacia el lado p. Los electrones reaccionan de la misma forma. Los componentes de estasacciones se
combinan para formar la corriente de deriva, IS. En condiciones de circuito abierto, la corriente de
difusión es igual a la corriente de deriva (en equilibrio). Si ahora se aplica un potencial positivo al
material p en relación con el material n, como se muestra en la figura Nº 2c, se dice que el diodo está
polarizado en directo.
La región desértica disminuye de tamaño debido a laatracción de portadores mayoritarios al lado
opuesto. Esto es, el potencial negativo a la derecha atrae huecos a la región p, y viceversa. Con una
región desértica más pequeña, la corriente puede fluir con mayor rapidez. Cuando se polariza en
directo, ID - IS = I, después de alcanzar el equilibrio, donde I es la corriente a través de la unión.
Por otra parte, si la tensión se aplica como en...