union pn en semiconductores

Diapositiva 1
LA UNIÓN P-N
La unión p-n en circuito abierto
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
- +
+
-
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
A K
Zona de
deplexión
Unión
p n
Contacto
óhmico
Iones de
impurezasdadoras
Iones de
impurezas
aceptoras
Electrón
HuecoDiapositiva 2
LA UNIÓN P-N
La unión p-n en polarización inversa
n Movimiento de portadores
n Corriente
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
- +
- +
-
-
-
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
- +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
--
-
-
-
-
K
+
A
_
Mayoritarios
MinoritariosDiapositiva 3
LA UNIÓN P-N
La unión p-n en polarización directa
n Movimiento de portadores
n Corriente
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
- +
-
-
-
+
+
-
- +
- +
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+Mayoritarios
Minoritarios
K
_
A +Diapositiva 4
LA UNIÓN P-N
Potencial de contacto y ancho de la región de
transición de una unión p-n.
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
+
_ X
Densidad de carga
X
Campo eléctrico
X
Potencial
A K
p n
e
r
= -
2
2
dx
d V
dx
dx
dV
E
ò
= - =
e
r
V Edx
ò
= -
Barrera de
potencial
_ +
+
_
_
E
-
_
VoDiapositiva5
LA UNIÓN P-N
Barrera de potencial y ancho de la región de
transición de una unión p-n, con polarización
inversa
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
+
_ X
Densidad de carga
X
Campo eléctrico
X
Potencial
A K
p n
VB =Vo +V
_ +
+
_
_
E
-
_
Vo
+
_
V
VB
+
_
I
0
VDiapositiva 6
LA UNIÓN P-N
Barrera de potencial y ancho de la región de
transiciónde una unión p-n, con polarización
directa
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
+
_ X
Densidad de carga
X
Campo eléctrico
X
Potencial
A K
p n
VB = Vo -V
_ +
+
_
E
-
Vo
+
_
V
V
VB
IDiapositiva 7
LA UNIÓN P-N
Componentes de corriente en polarización
directa
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
A K
p n
_ +
+
_
+
_
V
IConcentración de
portadores 0 X
nn
npo
pp
pno
Corriente
I
0 XDiapositiva 8
LA UNIÓN P-N
Ecuación de la unión: Hipótesis restrictivas
n Ancho de la zona de transición despreciable
n En la zona de transición no hay generación de pares
electrón-hueco
n Se desprecian las corrientes de fuga en la superficie
del semiconductor ni corrientes transversales
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOSELECTRONICOS SEMICONDUCTORESDiapositiva 9
LA UNIÓN P-N
Ecuación de la unión: Deducción
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
pno
pn
(x)
0 X
d X
p
n
(0)
Pn
(0)
Pn
(x)
n n pn o p (x) = P (x) +
dx
dp x
I x SqD
n
pn p
( )
( ) = -
( -1)
û
ù
ë
é
= +
VT
V
e
L
D n
L
D p
I qS
n
n p o
p
p n o
HUECOS
Lp
x
n n P x P e
-
( ) = (0)´
T
o
V
V V
p on p p e
-
= (0)´ Ley de la Unión
(0) = ( -1)
VT
V
p
p no
pn
e
L
SqD p
I
ELECTRONES
(0) = ( -1)
VT
V
n
n po
np
e
L
SqD n
IDiapositiva 10
LA UNIÓN P-N
Corriente inversa de saturación
n Discrepancias del valor teórico y práctico
n Dependencia
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
f (T )
L
D n
L
D p
I qS
n
n po
p
p no
o
=
û
ù
ë
é
=+Diapositiva 11
DIODO SEMICONDUCTOR
Ecuación de la característica tensión-intensidad
Representación gráfica
n Tensión umbral (V )
n OFF Corte
n ON Conducción
FUNDAMENTOS DE DISPOSITIVOS ELECTRONICOS SEMICONDUCTORES
= ( -1)
VT
V
I I e
o
h
V
I
0 V
Polarización
inversa
Polarización
directa
OF F ON
V V
- + + -
VT
V
I I e
o
h
@
o
I @ -I
A K A KDiapositiva 12
DIODO...