Giunzione P-n... un po' di dubbi

[Ianero]

1) la probabilità di trovare elettroni nel livello di fermi è 1 o 0.5?

Sostituisci Ef nella distribuzione di Fermi e verifica tu stesso.

2) Applicando un potenziale alla giunzione, in particolare una polarizzazione diretta, in tal caso andiamo ad abbassere il livello della banda di conduzione e valenza degli elettroni nella zona p e quindi il dislivello tra le bande della zona n e p si riduce. I livelli di fermi in tal caso rimarranno comunque allineati?

No, sei fuori equilibrio, cerca "quasi livelli di fermi".

3) l'energia necessaria agli elettroni per passare dalla zona n alla zona p viene fornita dalla differente concentrazione?

Sì, poiché essa non è più compensata dal campo (ecco perché sei fuori equilibrio).

[marcot1004]

Sostituisci Ef nella distribuzione di Fermi e verifica tu stesso.

Sostituendo Ef ad una generica temperatura T ottengo 1/2 di probabilità però se T=0 cosa succede??

Sì, poiché essa non è più compensata dal campo (ecco perché sei fuori equilibrio).

Quindi con l'applicazione di quel potenziale diretto noi riduciamo il gap di energia tra le bande (della zona n e p) e allo stesso tempo modifichiamo la concentrazione dei portatori minoritari sui bordi della zona di svuotamento. La diversa densità di portatori minoritari nella zona n e p fornisce l'energia necessaria agli elettroni/lacune per colmare il gap energetico e quindi rende possibile il passaggio di corrrente... giusto no?


Volevo comunque ringraziarvi perché mi state dando un grande aiuto!!

[Ianero]

Ottieni una forma indeterminata di poco interesse fisico perché T=0 non esiste in natura.

Non c'è nessun gap da colmare: gli elettroni in n sono in banda di conduzione e lì restano, cambiano solo posizione andando in p.
Al massimo si possono ricombinare dopo, ma la conduzione è fatta in banda di conduzione (in banda di valenza per le lacune), non saltano tra le bande.

[marcot1004]

Mi sono espresso male intendevo dire come abbiamo visto dai disegni tra la banda di conduzione del livello n e quella del livello p c'è una differenza di energia pari -q(Vbin-V) dove V è il potenziale che io vado ad applicare. Quindi applicando un potenziale positivo io riduco la differenza di energia tra la banda di conduzione della regione n e la banda di conduzione della regione p. Tuttavia affinché gli elettroni possano passare dalla banda di conduzione della regione n a quella della regione p (e quindi diffondere da n a p) hanno bisogno di una certa energia, era questo quello che intendevo

Questa energia da chi gli viene fornita?? E poi una volta "avviata" la diffusione, quest'ultima non si ferma per la presenza del generatore?

[Ianero]

Allora ok

una volta "avviata" la diffusione, quest'ultima non si ferma per la presenza del generatore?

Non ho capito.

[marcot1004]

beh sempre il solito discorso, applico la polarizzazione diretta le lacune diffondono da p a n, gli elettroni diffondono da n a p ma si ricombinano con gli elettroni e quindi la zona di svuotamento (che avevo ristretto applicando il potenziale) si dovrebbe riallargare e quindi la diffusione si dovrebbe interrompere nuovamente... questo non accade perché il generatore va a fornire i portatori maggioritari che si ricombinano quindi fornisce lacune alla regione p e elettroni alla regione n?

[Ianero]

In realtà il generatore non ha cariche a disposizione, lui è capace solo di farle muovere.
Vengono forniti dai contatti metallici agli estremi delle zone n e p.

[marcot1004]

Quindi in pratica la zona di svuotamento non si riallarga perché il catodo e l'anodo possiedono cariche libere che tramite il generatore vanno a sostituire quelle che si ricombinano?

[Ianero]

Il catodo e l'anodo sono metalli non semiconduttori, hanno cariche praticamente non legate.

[marcot1004]

Il catodo e l'anodo sono metalli non semiconduttori, hanno cariche praticamente non legate.

Quindi il catodo e l'anodo rimpiazzano sia le cariche che si ricombinanti sia riforniscono le rispettive zone di portatori maggioritari, giusto?