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da **Lucast85** » 14 set 2012, 12:48

Ciao a tutti!
Sto studiando la giunzione PN per l'esame "Dispositivi e circuiti a RF". Il libro col quale sto studiando è "Dispositivi per la microelettronica" di G. Ghione.
Precisamente sto studiano i diagrammi a bande in equilibrio, in polarizzazione diretta ed inversa (paragrafi 6.2.1, 6.2.2, 6.2.3).
Si considerano giunzioni PN brusche e si dice che, nel caso di equilibrio t.d. ed in corrispondenza della giunzione, si viene a creare un campo elettrico di "built-in" (in seguito alla generazione di ioni positivi al lato N e negativi al lato P credo) che contrasta la tendenza degli elettroni a diffondere dal lato N al lato P e viceversa per le lacune, in modo tale da rendere nulla la corrente totale come richiesto dalla condizione di equilibrio t.d..
Da quello che ho capito, quindi, a questa corrente di diffusione corrisponde una (uguale in modulo, opposta nel verso) corrente di trascinamento indotta dal campo elettrico di built-in.

Prima o poi, questa corrente di diffusione non dovrebbe scomparire? O meglio, una volta che i portatori si sono diffusi nel lato opposto, non dovrebbe annullarsi questo gradiente di concentrazione e quindi annullarsi anche la corrente di diffusione?

Grazie

da **jordan20** » 17 set 2012, 14:29

No non si annulla, proprio per la presenza del campo elettrico interno nella zona di carica spaziale. Infatti, all'equilibrio, i flussi di lacune ( $F_{p}$ ) e di elettroni ( $F_{n}$ ) si eguagliano e si annullano (ovviamente). Ora supponiamo di trattare con le lacune "p"; come avrai studiato, il flusso di portatori si instaura se e solo se sussiste un gradiente di concentrazione perpendicolare all'area della giunzione, ed opposto allo stesso. In formule:

$F_{p}=-D_{p}\frac{\mathrm{d} p}{\mathrm{d} x}$

dove $D_{p}$ è, come saprai, la diffusività, che è un parametro costante per un fissato valore di temperatura (relazioni di Einstein). Sai anche che la densità di corrente totale di scorrimento (la corrente di drift dovuta al campo elettrico per intenderci) è definita come:

$J_{p}=qp\mu _{p}E$

dove $\mu _{p}$ è la mobilità delle lacune, legata alla diffusività (sempre a una data temperatura). Per quanto detto prima, all'equilibrio avremo $F_{p}=0$ , e dato che in generale è anche J=qF

, allora avrò:

$F_{p}=-D_{p}\frac{\mathrm{d} p}{\mathrm{d} x}+p\mu _{p}E=0$

e infine:

$\frac{\mathrm{d} p}{\mathrm{d} x}=\frac{p\mu _{p}E}{D_{p}}$

Quindi come vedi, il gradiente non si può annullare visto che è intrinsecamente sostenuto dal campo elettrico interno. Chiero :?: