Introducción |Tutorial del applet

Tutorial del applet

· Utilizando los controles de la parte superior, familiarizarse con las cuatro componentes básicas de corriente:

  • Apaga la corriente de huecos. Apaga la corriente de inyección. Sólo aparecerá la corriente de arrastre de  electrones. Varia la polarización utilizando la barra de desplazamiento. Observa si permanece constante la corriente de arrastre de  electrones. Mira si la corriente de arrastre de huecos es constante también.
  • Desconecta todas las componentes de corriente excepto al de inyección de electrones. Pulsando el botón de “Inicio” ponemos una polarización nula. Al variar la polarización debemos observar los cambios en el número de electrones inyectados. Con el botón de “Ayuda” podemos ver algunas definiciones útiles. Después se debe hacer lo mismo con la corriente de huecos inyectados.
  • Observa que la escala vertical en el diagrama de bandas de energía es para la energía o el potencial y el log(concentración).

  • · El esquema de la muestra (rectángulo rojo-blanco-azul en la parte superior) y el diagrama de bandas están dados para una polarización determinada que se ajusta utilizando la barra de desplazamiento de la esquina superior izquierda. El diagrama de bandas muestra tanto los portadores mayoritarios (electrones = rectángulo azul; huecos = rectángulo rojo) como los minoritarios. Las alturas de los rectángulos en las bandas de conducción / valencia en el lado n/p respectivamente son proporcionales al logaritmo de la densidad de portadores mayoritarios. Las alturas de los rectángulos en las bandas de conducción / valencia en el lado p/n  varían en función de la posición dentro de la muestra. Cuando x=xp (xn), la altura de los rectángulos es igual  a la altura del logaritmo de la densidad de portadores mayoritarios por encima de la banda de conducción (valencia) en el lado n (p). La densidad de portadores va disminuyendo entonces conforme se adentra en la muestra, al final se aproximará al logaritmo de la densidad de portadores minoritarios para polarización nula y permanece constante. La longitud para la cual la densidad de portadores alcanza el valor constante es igual a la longitud para la que existe corriente de recombinación. La variación de la densidad de portadores en este proceso se produce según un descenso de tipo exponencial con un parámetro denominado longitud de difusión. La longitud de difusión es la distancia media que recorre un portador minoritario antes de recombinarse con un portador mayoritario, típicamente es de unas pocas micras o milímetros.

    · También se muestra el perfil de la densidad de carga especial y el campo eléctrico en la zona de deplexión del diodo de unión-pn bajo la polarización aplicada.
            
    · Se deberían ver la deriva de portadores minoritarios (es decir, el arrastre) para cualquier polarización aplicada. La corriente de inyección se incrementa bajo polarización directa (tensión positiva), y la corriente de recombinación sólo se observa bajo polarización directa.
     
    · Con polarización nula, el número de electrones que se mueven desde el lado-p hasta el lado-n es exactamente igual al número moviéndose en sentido opuesto (es decir, desde el lado-n al lado-p). Esto también es válido para los huecos. Por lo tanto la corriente total que atraviesa la unión es cero para polarización nula (como debería ser).
     
    · Cuando se aplica un voltaje positivo en el lado-p respecto al lado-n (polarización directa), entonces más electrones en el lado-n están por encima de Ec del lado-p (esto es, el borde de la banda del otro lado de la unión) y estos electrones pueden atravesar la unión sin oposición de la barrera de potencial. Estos electrones constituyen una de las partes de la corriente de inyección. (Por supuesto, incluso con polarización nula los electrones fluyen desde el lado-n al lado-p. Pero estos se cancelan por el flujo de electrones en el sentido opuesto.) Esos electrones en el lado-n que permanecen por debajo de Ec del lado opuesto no serán capaces de atravesar la unión y no contribuyen a ninguna corriente.
     
    · Cuando se aplica una polarización inversa (es decir, lado-p polarizado negativamente respecto al lado-n), el flujo de electrones desde el lado-n al lado-p disminuye y finalmente desaparece para una determinada tensión. Nota que, más allá de este valor de polarización inversa, la corriente es constante respecto a la tensión inversa aplicada.
    · Eso mismo es válido para la corriente de inyección de huecos bajo polarización directa o inversa.
     
    · Mediante este applet, se puede derivar la relación corriente-tensión para un diodo de unión pn.