Unión PN

Unión PN.

05/Febrero/2015

1. Características Volt-Amper de una unión PN o también llamados Diodos semiconductor.

Es a curva entre el voltaje a través de la unión y la corriente del circuito por lo general, se toma el ejes x y la corriente con el eje y. Las características voltaje –corriente de un circuito se pueden estudiar con las siguientes condiciones, voltaje externo cero, polarización directa y polarización inversa. La figura 1 muestra la disposición de circuito para la determinación del voltaje - corriente características de una unión PN.

Figura 1: Circuito para la determinación de la voltaje - corriente de una unión pn.

1.1 Voltaje externo cero.

Cuando el voltaje externo es cero, es decir, está abierto en K, la barrera de potencial en la unión no permite el flujo de corriente. Por lo tanto, la corriente del circuito es cero como lo indica el punto O en la siguiente figura.

Figura 2: Grafica del comportamiento de voltaje corriennte en un material PN.

1.2 Polarización directa.

Con polarización directa de la unión pn es decir, de tipo p conectado al terminal positivo y de tipo n conectado al terminal negativo, se reduce la barrera de potencial. En un voltaje directo (0,7 V para el Si y 0,3 V para Ge), la barrera de potencial está totalmente eliminada y la corriente empieza a fluir en el circuito. De ahora en adelante, la corriente aumenta con el aumento del voltaje directa. Así, una curva ascendente OB se obtiene con polarización directa como se muestra en la Figura 3.

En la región OA, la corriente aumenta muy lentamente y la curva no es lineal. Es debido a que el voltaje aplicado externo supera la barrera de potencial. Sin embargo, una vez que el voltaje externo supera el voltaje de barrera de potencial, la unión pn se comporta como un conductor ordinario.

Por lo tanto, la corriente aumenta muy fuertemente con el aumento de voltaje externo (región AB de la curva). La curva es casi lineal.

Figura 3: Segmento de polarizacion directa.

1.3 Polarización inversa.

Con polarización inversa de la unión pn es decir, de tipo p conectada al terminal negativo y tipo n conectado al terminal positivo, la barrera de potencial en la unión se incrementa. Por lo tanto, la resistencia de unión se vuelve muy alta y prácticamente no hay corriente que fluya a través del circuito. Sin embargo, en la práctica, una corriente muy pequeña (del orden de µA) fluye en el circuito con polarización inversa como se muestra en la característica inversa.

Esto se llama corriente de saturación inversa (Is) y se debe a los portadores minoritarios (ver Figura 4). Es decir, hay algunos electrones libres en el material de tipo p y algunos agujeros en el material tipo n. Estos electrones libres indeseables en la de tipo p y agujeros en de tipo n se llaman portadores minoritarios.

Figura 4: Pequeña corriente de saturación inversa.

Si este voltaje inverso se incrementa continuamente, la energía cinética de los electrones (portadores minoritarios) puede llegar a ser lo suficientemente alto como para desplazar electrones de los átomos del semiconductor.

A estos portadores minoritarios, la polarización inversa aplicada aparece como una polarización directa. Por lo tanto, una pequeña corriente fluye en la dirección inversa (ver Figura 4). El diodo no debe de conducir corriente, sin embargo debido al efecto temperatura (es debido a que el voltaje aumenta) se forman pares hueco-electrón

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