MNPEF-UFERSA: 2016.1 Dispositivos Semicondutores Carlos Alberto dos Santos Professor Visitante Departamento de Ciências Exatas e Naturais Univ. Federal Federal Rural do Semi-Árido Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física Disciplina: Física Contemporânea [email protected][email protected]
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MNPEF-UFERSA: 2016.1
Dispositivos Semicondutores
Carlos Alberto dos SantosProfessor Visitante
Departamento de Ciências Exatas e NaturaisUniv. Federal Federal Rural do Semi-Árido
Mestrado Nacional Profissional de Ensino de FísicaDisciplina: Física Contemporânea
Atenção: não há cargas livres na região de depleção. Os elétrons estão presos aos íons negativos, e as lacunas estão presas aos íons positivos. Essa região é como um capacitor, daí surge o campo eletrostático.
1. No semicondutor tipo-N os portadores majoritários, elétrons, migram para a interface e se combinam com as lacunas no supercondutor tipo-P. Esta parte do semicondutor P fica negativamente ionizada.
2. Como os elétrons próximos à interface abandonaram o semicondutor N, sua camada na junção fica positivamente carregada, ou seja com excesso de íons positivos.
3. Como elétrons e lacunas combinam-se na interface, essa parte da junção é conhecida como região de depleção.
4. Ela tem propriedades similares às de um capacitor. Forma-se, portanto, uma barreira de potencial.
Corrente na junção: polarização direta1. Do terminal negativo saem elétrons em
direção à junção no lado do semicondutor N. 2. O terminal positivo remove elétrons do
semicondutor P, deixando lacunas que migram para a interface.
3. Se a voltagem da bateria for superior à barreira de potencial da junção, elétrons e lacunas se aniquilam e abrem espaço para mais elétrons e lacunas. É assim que surge a corrente.
Corrente na junção: polarização reversa1. Os portadores majoritários de ambos os lados
são atraídos para os terminais da bateria. 2. Isso implica em região de depleção mais larga
e barreira de potencial maior.3. Como não há recombinação de elétrons e
buracos, também não há corrente no circuito, a não ser uma pequena corrente de fuga, devido a imperfeições na junção.
4. Eventualmente, elétrons e lacunas penetram na região de depleção e são fortemente acelerados. Ao chocarem-se com átomos nessa região, iniciam uma avalanche que origina a corrente de ruptura.