corriente de la unión pn con polarización directa

He estado estudiando pn junctions desde la 5ª edición de Sedra & Los circuitos microelectrónicos de Smith y yo hemos llegado a un obstáculo en relación con el funcionamiento de la unión en sesgo hacia adelante y, más específicamente, cómo se calcula su ecuación i-v.

Por lo que he entendido hasta ahora, en polarización directa, los electrones libres fluyen hacia la región de tipo n y cubren las cargas positivas limitadas de la región de agotamiento, mientras que los agujeros libres fluyen hacia la región de tipo p y se cubren las cargas negativas unidas de la región de agotamiento, lo que reduce el ancho de la región de agotamiento y reduce el campo eléctrico.

Esto permite la difusión de agujeros libres desde la región de tipo p a la región de tipo n, donde se convierten en portadores minoritarios (en exceso). La concentración del exceso de portadores minoritarios (agujeros libres) es máxima en el borde de la región de tipo n, pero se reduce exponencialmente a medida que nos alejamos de la región de agotamiento del borde, ya que los agujeros libres se combinan con los electrones libres de la región de tipo n , hasta que se convierta en 0 en x > = longitud de difusión.

En equilibrio, el circuito externo proporciona un flujo constante de electrones libres para reponer los que se "pierden" cuando se recombinan con los agujeros libres entrantes, y la distribución de la concentración de portadores minoritarios en exceso (agujeros libres) a través del La región de tipo n no cambia con el tiempo, y el exceso de concentración de portadores minoritarios es una función exponencial decreciente de x como se describió anteriormente. (Y lo mismo sucede con los electrones libres que se difunden en la región de tipo p).

Lo que no puedo entender es cómo el total de la corriente (lo que sería

donde es la superficie de la unión pn, es la densidad de corriente generada por la difusión de los orificios libres en la región de tipo n y es la actual densidad generada por la difusión de los electrones libres en la región de tipo p).

¿el flujo a través del diodo permanece constante a lo largo de la unión pn? El libro S & S afirma que dealgunamanerapermanececonstanteeigualasuvalormáximo(tambiénconocidocomosuvalorenelbordedeltiponregión)entodalaregióndetipondebidoalequilibrio.Pero es una función exponencial decreciente de Entonces,¿cómopuedeserconstante?

Oessimplementelasumade y que permanece constante a lo largo de la unión pn?

Del libro:

  

Observe que Jp es mayor en el borde de la región de agotamiento (=) y decae exponencialmente   con la distancia. La descomposición es, por supuesto, debido a la recombinación con la mayoría de los electrones.   En el estado estable, la mayoría de los portadores tendrán que reponerse, y por lo tanto los electrones   se suministrará desde el circuito externo a la región n a una velocidad que mantendrá la corriente   constante en el valor que tiene en x = x „. Así, la densidad de corriente debida a la inyección del agujero está dada por   

     

Se puede realizar un análisis similar para los electrones inyectados a través de la unión en la región p dando como resultado el componente de corriente de electrones Jn,

     

donde eslalongituddedifusióndeloselectronesenlaregiónp.Dadoque y estánenelmismo  endirección,sepuedenagregarymultiplicarporeláreatransversalAdelauniónparaobtenerlacorrientetotal.