Región de agotamiento de un FET

En primer lugar, es incorrecto (engañoso) referir el tipo P como carga positiva y el tipo N como carga negativa, tanto el tipo P como el tipo N son neutrales por naturaleza, sin embargo, es correcto decir que el tipo P contiene carga gratuita Los portadores en forma de agujeros y tipo N contienen portadores en forma de electrones.

En segundo lugar, una región / capa de agotamiento ya está en la imagen desde el principio, es decir, al fabricar PN Junction, debido a un cambio brusco en la concentración de electrones / agujeros en dos tipos de materiales, electrones de material tipo N y agujeros de material tipo P difunde a los materiales tipo P y tipo N respectivamente. Esto conduce a la formación de la región / capa de agotamiento que contiene iones (iones positivos y negativos), no electrones o agujeros. Estos iones son generalmente inmóviles en la naturaleza. Y de esta manera, la interfaz pn de la región cercana pierde su neutralidad y se carga. Dado que las cargas espaciales en la región de agotamiento conducen a un campo eléctrico que se opone a un mayor movimiento de electrones y agujeros debido al proceso de difusión, la unión PN llega a un estado de equilibrio.

Lo siguiente es, una vez más, aplicar una corriente positiva es algo engañoso, aplicamos voltaje positivo al material P y voltaje negativo (voltaje cero) al material N, y cuando la batería está conectada de esta manera, su polarización / polarización directa. Con una batería conectada de esta manera, los orificios en la región de tipo P y los electrones en la región de tipo N se empujan hacia la unión. Esto reduce el ancho de la zona de agotamiento. La carga positiva aplicada al material de tipo P repele los orificios, mientras que la carga negativa aplicada al material de tipo N repele los electrones. A medida que los electrones y los orificios son empujados hacia la unión, la distancia entre ellos disminuye. Solo la mayoría de los portadores (electrones en material tipo N u orificios en tipo P) pueden fluir a través de un semiconductor para obtener una longitud macroscópica. Con esto en mente, considere el flujo de electrones a través de la unión. La polarización hacia adelante causa una fuerza en los electrones que los empujan desde el lado N hacia el lado P. Con la polarización hacia adelante, la región de agotamiento es lo suficientemente estrecha como para que los electrones puedan cruzar la unión e inyectar en el material tipo P. Sin embargo, no continúan fluyendo a través del material de tipo P de forma indefinida, ya que es energéticamente favorable para que se recombinen con agujeros. Aunque los electrones penetran solo una corta distancia en el material tipo P, la corriente eléctrica continúa sin interrupciones, porque los orificios (la mayoría de los portadores) comienzan a fluir en la dirección opuesta. La corriente total (la suma de las corrientes de electrones y huecos) es constante en el espacio, ya que cualquier variación causaría la acumulación de carga con el tiempo

Por lo tanto, el flujo de corriente a través del diodo involucra electrones que fluyen a través de la región de tipo N hacia la unión, los agujeros que fluyen a través de la región de tipo P en la dirección opuesta hacia la unión, y las dos especies de portadores se recombinan constantemente en el Cercanías de la unión. Los electrones y los orificios viajan en direcciones opuestas, pero también tienen cargas opuestas, por lo que la corriente general está en la misma dirección en ambos lados del diodo, según sea necesario.

La misma analogía se puede obtener / derivar también para la situación de polarización inversa.

Creo que respondí a la mayoría de las preguntas tuyas, puedes descansar solo.

Sin embargo, también le sugeriré que lea un libro estándar (Streetman y Banerjee es bueno) para comprender los conceptos por completo. Una vez que los comprenda, no habrá dudas en el futuro también, pero es realmente difícil de entender. PN Conceptos de unión o física a través de un video de media hora.