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