Legge della giunzione pn

[ireon]

Per quale motivo la legge della giunzione è espressa solamente in funzione della diminuzione del profilo di concentrazione delle lacune iniettare nella regione n? Non si potrebbe fare un discorso analogo per gli elettroni iniettati nella regione p?

[ireon]

Nessuno è in grado di rispondermi?

[Guerra]

Devi avere pazienza ed aspettare. Chiedere è lecito, rispondere è cortesia non obbligo.
In ogni caso è possibile anche che la domenica i PC degli esperti siano spenti.

[jordan20]

Di che legge stai parlando? In che condizioni? Equilibrio, non equilibrio? Presenza/assenza polarizzazione? Devi essere più preciso quando poni queste domande ireon (e soprattutto non avere fretta di attendere una risposta )
Visto che hai usato il termine "legge", l'unica che in questo contesto mi viene in mente è quella dell'azione di massa per cui, in condizioni di equilibrio dinamico (e in assenza di polarizzazione), il quadrato della concentrazione intrinseca del silicio (o germanio) è uguale al prodotto delle lacune e degli elettroni ovunque ; negli altri due casi (di polarizzazione inversa e diretta) questa uguaglianza non è rispettata soltanto all'interno (ad essere precisi cominciando già un po' prima in prossimità della giunzione) della zona di carica spaziale, a causa dell'incremento/decremento del flusso dei portatori, a seconda del verso del campo elettrico impresso dalla batteria:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

dove e sono le rispettive concentrazioni delle cariche minoritarie nelle zone p ed n in condizioni di equilibrio (perché l'uguaglianza abbiamo detto continua a valere nelle zone neutre "lontane" abbastanza dalla zona di svuotamento, in termini di lunghezza di diffusione). Ho indicato anche il verso dei flussi dei portatori minoritari nelle condizioni di polarizzazione come puoi vedere ed i profili del drogaggio per entrambi i portatori di carica, quindi il discorso vale sia per gli elettroni che per le lacune iniettate nelle rispettive zone della giunzione.

p.s. 1 i disegni non sono in scala per ovvi motivi di disegno, vista l'enorme differenza numerica tra numero di portatori di maggioranza e quelli di minoranza, ma è solo per rendere l'idea visivamente;

p.s.2 siamo nell'approssimazione di svuotamento totale della zona di carica spaziale e in condizione di bassa iniezione

[ireon]

Si hai ragione non mi sono spiegato bene. Allora mi riferivo alla legge della giunzione di un diodo in polarizzazione diretta, la quale ci dice che il profilo delle cariche minoritarie (lacune) tende a diminuire mentre quest'ultime avanzano lungo la regione n per via del processo di ricombinazione. L'espressione analitica della legge è la seguente:



Dove è la concentrazione all'equilibrio e p è l'eccesso di portatori minoritari. Inoltre se abbiamo una tensione possiamo scrivere la seguente relazione:



quindi possiamo vedere che la concentrazione in eccesso è legata al valore della tensione come non potrebbe essere altrimenti visto che è proprio la tensione diretta che causa l'eccesso di portatori minoritari e quindi l'aumento della corrente di diffusione a discapito della corrente di deriva che rimane costane poiché non dipende dalla tensione applicata, ma solamente dalla temperatura.
Ora la mia domanda era per quale motivo questa legge è legata solamente ai portatori p che diffondono nella regione n? Non si potrebbe fare un discorso analogo per i portatori n che diffondono nella regione p?

[jordan20]

Non è legata solo alle lacune, ma anche agli elettroni. Forse il libro o gli appunti che hai preso, sviluppa i passaggi per le sole lacune; ma tutta la trattazione si estende esattamente anche per gli elettroni.
Infatti, se guardi il terzo diagramma che ho disegnato nel precedente post (dove ho appositamente indicato i versi con cui si muovono i portatori minoritari per diffusione), ovvero quello relativo alla situazione di giunzione in polarizzazione diretta, vedi che in prossimità della zona di carica spaziale (bordo destro) si ha un eccesso di lacune nella zona n (dove diventano portatori minoritari) e nel bordo sinistro un eccesso di elettroni in zona p (dove diventano portatori minoritari). Il discorso quindi vale per entrambi i portatori di carica. Per cui ci sarà una corrispondente relazione per i portatori minoritari in zona p (gli elettroni):



dove con xp ho indicato l'ordinata corrispondente al margine sinistro della zona di carica spaziale.

[ireon]

Ok perfetto era proprio quello che volevo sapere la corrente totale è determinata sia dall'eccesso di lacune portatrici minoritarie nella zona n che da eccesso di elettroni portatori minoritari nella zona p che quindi seguiranno la legge della giunzione ricombinandosi con le lacune e diminuendo la loro concentrazione man mano che si avvicinano al bordo della giunzione p. Però se ad esempio supponiamo la zona p molto più drogata della zona n in questo caso suppongo che la concentrazione di elettroni portatori minoritari in eccesso nella zona p può essere trascurata e quindi la legge della giunzione si scrive solamente per le lacune, mi sembra che il libro facesse un ragionamento di questo tipo.

[jordan20]

Si, diciamo che il ragionamento proviene da opportune ipotesi a priori e semplificazioni (tra cui il fatto che la giunzione a gradino unilaterale è pur sempre difficile da ottenere nella realtà, supponendo che la d.d.p. esterna si riporti interamente ai capi della zona di carica spaziale trascurando le cadute nelle zone neutre, ipotizzando che lo svuotamento di cariche libere sia completo, trascurando i fenomeni di generazione/ricombinazione dentro la zona svuotata ecc...). In questo caso la concentrazione di elettroni iniettati nella zona p è di diversi ordini di grandezza inferiore rispetto a quello delle lacune in condizioni di equilibrio della zona p e quindi trascurabile, per cui il processo di conduzione per diffusione è affidato alle sole lacune.

p.s. da che libro stai studiando

[ireon]

Sedra Smith

[jordan20]

La traduzione italiana non è proprio il massimo per chiarezza... ma mi sembra che non sia proprio così ambiguo per come tratta questo argomento. Ad ogni modo... ho fugato il tuo dubbio