¿Los orificios se mueven frente a los electrones pero hasta qué punto dentro del diodo?
Los agujeros se vierten a través de la unión y se inundan en el material de tipo n, formando una nube en movimiento de portadores opuestos que es mucho más ancha que la zona de agotamiento.
No olvide que la densidad de dopaje en el semiconductor suele ser muy pequeña. La mayor parte del silicio es neutro y aislante. Solo uno en ~ millones de ubicaciones de celosía admite un electrón libre o un agujero móvil. Los portadores móviles se comportan como un gas muy escaso y fácilmente comprimido, millones de veces menos denso que el mar de electrones de un metal. Cuando estos "gases opuestos" dispersos se juntan, las partículas no chocan instantáneamente.
Entonces, cuando la nube de agujeros se inunda en el lado de tipo n, hay un montón de espacio vacío en la red, con muy pocos electrones libres allí. De vez en cuando un agujero se encuentra con un electrón móvil. Caen juntos, produciendo silicio neutral (aislante). El electrón cancela el agujero positivo, y el agujero "congela" el electrón en un enlace de valencia para que ya no se mueva.
En un diodo polarizado hacia adelante, los agujeros se vierten en el lado n, y los electrones se vierten en el lado p. A medida que viajan, los electrones en el lado p son "comidos" por los agujeros allí, y la nube de electrones desaparece gradualmente, terminando con un perfil de densidad en forma exponencial. Y, en el lado n, los agujeros móviles están siendo comidos por los electrones, y la nube de agujeros gradualmente se reduce a nada, con un perfil similar, pero no necesariamente del mismo ancho general. Sí, en la zona de agotamiento ocurre algo de esta "cancelación de nubes opuestas". Pero muchos transportistas pasan la zona y fluyen hacia el silicio en el otro lado antes de finalmente
reunirse con un transportista opuesto.
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Arribahayunagráficadecombinaciónclásicadediodopolarizadohaciaadelante,quemuestraungráficodeladensidaddepoblacióndehuecosyelectrones,ladophacialaizquierda,ladonhacialaderecha.Tengaencuentaqueesunaescaladeregistro.Tengaencuentaquelacapadeagotamientoesdelgada,mientrasquelasnubesinvasorasdelosoperadoresmóvilesseextiendenaunadistanciamuchomayor.(Enuntransistor,¡sehabíanextendidoportodalacapabase!)
PS,algunossemiconductorestienen"recombinación directa", donde los agujeros y los electrones "desaparecen" en caso de colisión. El silicio no es este tipo. En la "recombinación indirecta" de silicio, los agujeros y electrones errantes solo pueden desaparecer si ambos han sido capturados por un defecto de red, un ión dopante, etc.
Los agujeros PPS definitivamente se mueven. (Ve a jugar con un ábaco, desliza las cuentas y verás los hoyos en movimiento.) Creo que muchas personas se confunden con esto. Es cierto que los protones no saltan entre los átomos. Sólo los electrones saltan. Pero el salto de electrones está causando que los agujeros se muevan a través de la celosía. Flujos de agujeros, corrientes de agujeros, estos son perfectamente reales. El verdadero problema es que estas no son corrientes de protones. Un "agujero" es un protón expuesto, una carga positiva en exceso. Cada vez que un electrón se mueve desde un sitio de red neutro vecino, cancela ese exceso de protones, pero también expone un nuevo exceso de protones. El "exceso positivo" se ha movido, la vacante de celosía se ha movido. Algunas personas insisten en que los agujeros no se pueden mover, pero simplemente están equivocados. En su lugar, deberían insistir en que los protones positivos no pueden moverse. Un electrón de banda de valencia saltando significa que el agujero se ha movido a través del cristal, pero sin ningún protón que necesite moverse.