Diodo Semiconductor

Diodo Semiconductor

1. El diodo semiconductor se crea uniendo un material tipo n a un material tipo p, nada más que eso; sólo la unión de un material con un portador mayoritario de electrones a uno con un portador mayoritario de huecos. La simplicidad básica de su construcción refuerza la importancia del desarrollo de esta área de estado sólido.

2. En el momento en que los dos materiales se “unen”, los electrones y los huecos en la región de la unión se combinan y provocan una carencia de portadores libres en la región próxima a la unión, como se muestra en la figura 1.12a. Observe en la figura 1.12a que las únicas partículas mostradas en esta región son los iones positivos y negativos que quedan una vez que los portadores libres han sido absorbidos

3. Condición de polarización en inversa (VD<0 V)

   • Si se aplica un potencial externo de V volts a través de la unión p-n con la terminal positiva conectada al material tipo n y la negativa conectada al material tipo p como se muestra en la figura 1.13, el número de iones positivos revelados en la región de empobrecimiento del material tipo n se incrementará por la gran cantidad de electrones libres atraídos por el potencial positivo del voltaje aplicado.

4. Condición de polarización en directa (VD>0 V)

   • Se puede demostrar por medio de la física de estado sólido que las características generales de un diodo semiconductor se pueden definir mediante la siguiente ecuación, conocida como ecuación de Shockley, para las regiones de polarización en directa y en inversa:

5. Región Zener

   • Aun cuando la escala de la figura 1.15 está en décimas de volts en la región negativa, hay un punto donde la aplicación de un voltaje demasiado negativo producirá un cambio abrupto de las características, como se muestra en la figura 1.17. La corriente se incrementa muy rápido en una dirección opuesta a la de la región de voltaje positivo. El potencial de polarización en inversa que produce este cambio dramático de las características se llama potencial Zener y su símbolo es VZ.

6. Ge, Si y GaAs

   • El análisis realizado hasta ahora ha utilizado únicamente Si como material semiconductor base. Ahora es importante compararlo con otros dos materiales de primordial importancia: GaAs y Ge. En la figura 1.18 aparece una gráfica que compara las características de diodos de Si, GaAs y Ge comerciales. De inmediato es obvio que el punto de levantamiento vertical de las características es diferente para cada material, aunque la forma general de cada una es muy semejante. El germanio es el más cercano al eje vertical y el GaAs es el más distante. Como se observa en las curvas, el centro de la rodilla de la curva está aproximadamente en 0.3 V para Ge, 0.7 V para Si y 1.2 V para GaAs (vea la tabla 1.3).

7. Efectos de la temperatura

   • La temperatura puede tener un marcado efecto en las características de un diodo semiconductor como lo demuestran las características de un diodo de silicio mostradas en la figura 1.19: En la región de polarización en directa las características de un diodo de silicio se desplazan a la izquierda a razón de 2.5 mV por grado centígrado de incremento de temperatura.

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