Proceso de difusión en la unión p-n

Esto se extrae de la Wiki: Región de agotamiento en una conexión PN

  Los electrones

difusos entran en contacto con los orificios en el lado P y se eliminan por recombinación. Lo mismo ocurre con los agujeros difusos en el lado N. El resultado neto es que los electrones difusos y los orificios se han ido, dejando atrás los iones cargados adyacentes a la interfaz en una región sin portadores móviles (llamada región de agotamiento). Los iones no compensados son positivos en el lado N y negativos en el lado P. Esto crea un campo eléctrico que proporciona una fuerza que se opone al intercambio continuo de portadores de carga. Cuando el campo eléctrico es suficiente para detener la transferencia de agujeros y electrones, la región de agotamiento ha alcanzado sus dimensiones de equilibrio.

Ambos operadores participan en el proceso de difusión. La difusión se detiene por el potencial eléctrico formado en la unión como resultado del proceso.

En los semiconductores de tipo n, los electrones son portadores minoritarios porque superan en número a los agujeros, por lo que los orificios son portadores minoritarios. Cuando los electrones entran en el semiconductor de tipo p, se convierte en portadores minoritarios. La situación es opuesta en p-type semiconductor.

  

En el proceso de difusión, las partículas fluyen desde una región de alta   Concentración a una región de menor concentración. Esto es un   Fenómeno estadístico relacionado con la teoría cinética. Para explicar, el   Los electrones y agujeros en un semiconductor están en movimiento continuo, con   Una velocidad media determinada por la temperatura, y con el   Direcciones aleatorias por interacciones con los átomos de celosía.   Estadísticamente, podemos asumir que, en cualquier instante particular,   aproximadamente la mitad de las partículas en la región de alta concentración   se están alejando de esa región hacia la concentración más baja   región. También podemos suponer que, al mismo tiempo, aproximadamente la mitad   de las partículas en la región de menor concentración se están moviendo hacia   La región de alta concentración. Sin embargo, por definición, hay menos   partículas en la región de menor concentración que las que hay en el   región de alta concentración. Por lo tanto, el resultado neto es un flujo de   partículas lejos de la región de alta concentración y hacia la   región de menor concentración. Este es el proceso básico de difusión.

Entonces, tanto los portadores minoritarios como los mayoritarios se difundirán, pero el resultado neto es una difusión de alta concentración a concentración más baja.

El flujo de orificios de la región p descubre iones aceptores cargados negativamente, y el flujo de electrones de la región n descubre iones donantes cargados positivamente. Esta acción crea una separación de carga (en su Figura 3), que configura un campo eléctrico orientado en la dirección de la carga positiva a la carga negativa. La dirección del campo eléctrico inducido hará que la fuerza resultante rechace la difusión de los agujeros de la región p y la difusión de electrones de la región n.

El concepto de carga espacial está involucrado aquí. Debido a la difusión de los orificios de la región P a la región N y la difusión de los electrones de la región N a la región P, se forma una región con carga negativa neta en la región P y una región con carga positiva de Net se forma en la región N. estas regiones actúan como dos placas de un condensador con una carga neta entre las placas. Esta carga se denomina carga espacial La capacitancia evita el flujo de cargas en cualquier dirección. Porque el condensador es una sincronización para El concepto de capacitancia de difusión es importante para comprender las operaciones de diodos

Aquí hay algunas respuestas rápidas: Campo eléctrico interno dentro de la unión pn. y tanto los agujeros como los electrones son partículas que pueden moverse dentro del material.

Bueno, como estudiante de física de tercer año, hice un informe sobre semiconductores. Aquí hay algo más de teoría para que usted tenga sentido de esto, que escribí de mi propia comprensión. Aquí tienes;)

"¡Es importante recordar que el material es neutro! Cuando se forman las uniones pn, el exceso de electrones del lado n se mueve hacia el lado p por difusión y el mismo proceso puede aplicarse a los agujeros. Esto es conocida como la corriente de difusión. El proceso de difusión deja una región de agotamiento cercana a la de tal manera que a medida que las cargas se acumulan, se crean una carga positiva neta y una carga negativa neta en el lado p y el lado n respectivamente. Ahora se crea un campo eléctrico dentro de la región de agotamiento y crea una corriente de deriva que se opone a la corriente de difusión. Eventualmente, la corriente de deriva será igual a la corriente de difusión y se establecerá un equilibrio donde no haya más portadores de carga que puedan moverse ".