¿Qué es una unión p-n de huecos de electrones?

Los semiconductores incluyen sustancias con una resistencia de 10-5 a 102 ohm x m En términos de sus propiedades eléctricas, ocupan una posición intermedia entre los metales y los aislantes.

La resistencia de un semiconductor se ve afectada por muchos factores: depende en gran medida de la temperatura (la resistencia disminuye al aumentar la temperatura), depende de la iluminación (la resistencia disminuye bajo la influencia de la luz), etc.

Según el tipo de impurezas en el semiconductor, prevalece una de las conductividades: electrón (tipo n) o hueco (tipo p).

La parte principal de cualquier dispositivo semiconductor (diodo, LED, transistor, tiristor, etc.) es el llamado. Unión de agujeros de electrones P. Se obtiene si una parte del cristal tiene conductividad tipo n y la otra parte tiene conductividad tipo p. Ambas regiones deben obtenerse en un cristal monolítico con la misma red. No se puede obtener una unión p-n conectando mecánicamente dos cristales con diferentes tipos de conductividad.

Los principales portadores de corriente son huecos en la región p y electrones libres en las regiones n, difundidos de una región a otra.Debido a la recombinación (neutralización mutua de cargas) de electrones y huecos entre p y n, se forma una capa semiconductora sin portadores de corriente (capa de bloqueo).

El exceso de carga lo crean los iones negativos de la región p y los iones positivos de la región n, y todo el volumen del semiconductor permanece eléctricamente neutro. Como resultado, en la unión p-n, surge un campo eléctrico dirigido desde el plano n a la región p e impide una mayor difusión de huecos y electrones.

En la transición p-n, se forma una diferencia de potencial eléctrico, es decir, surge la llamada barrera de potencial. La distribución potencial en la capa de transición depende de la distancia. El potencial cero generalmente se toma como el potencial en la región p directamente cerca de una unión p-n donde no hay carga espacial.

Se puede demostrar que la unión p-n tiene una propiedad rectificadora. Si el polo negativo de una fuente de voltaje de CC está conectado a la región p, entonces la barrera de potencial aumentará con el valor del voltaje aplicado y los principales portadores de corriente no podrán pasar a través de la unión p-n. Entonces rectificador de semiconductores habrá una resistencia muy alta y la llamada corriente inversa será muy pequeña.

Sin embargo, si adjuntamos un polo positivo a la región p y a la región n Cc el polo negativo de la fuente, entonces la barrera potencial disminuirá y los principales portadores de corriente podrán pasar a través de la unión p-n. En la cadena aparecerán los llamados Una corriente directa que aumentará a medida que aumente el voltaje de la fuente.

Característica corriente-voltaje del diodo

Entonces, un agujero de ruta de electrones: una unión entre dos regiones de semiconductores, una de las cuales tiene conductividad eléctrica de tipo n y la otra es de tipo p. La unión electrón-hueco sirve como base para los dispositivos semiconductores. En la región de transición, se forma una capa de carga espacial, empobrecida en portadores de carga móviles. Esta capa representa una barrera de potencial para la mayoría y un pozo de potencial para los portadores de carga minoritarios.La principal propiedad de la transición electrón-hueco es la conducción unipolar.

Los elementos semiconductores no lineales con características de corriente-voltaje desequilibradas son ampliamente utilizados para convertir CA a CC... Tales elementos con conductividad unidireccional se denominan rectificadores o electroválvulas.

Ver también: Dispositivos semiconductores: tipos, descripción general, uso