¿Por qué los portadores minoritarios no se combinan con los mayoritarios en un cruce de PN?

Question

Quería empezar esta pregunta dando mi opinión sobre la composición de una unión PN. Hago esto para que usted pueda recoger en cualquier cosa que pueda estar recibiendo mal en el plomo a mi pregunta.

He estado investigando sobre los diodos de unión PN y entiendo que tiene una unión que está formada por una región de tipo p y otra de tipo n. Estas dos regiones han sido dopadas con impurezas para dar un exceso de electrones (electrones libres) en la región de tipo n y un déficit de electrones (huecos libres) en la región de tipo p. Sin embargo, debido a las técnicas de fabricación imperfectas, también tenemos portadores minoritarios en las regiones de tipo p y n, lo que significa que el tipo n tiene algunos átomos que tienen un déficit de electrones (huecos libres) y en el tipo p tenemos algunos átomos que tienen un exceso de electrones (electrones de cuota).

Ahora mi pregunta es la siguiente: ¿cómo es posible que existan estos portadores minoritarios? ¿No se combinarían simplemente con los portadores mayoritarios?

Answer 1

Los portadores minoritarios en un semiconductor no proceden de defectos de fabricación, sino de la generación espontánea. Básicamente, en un semiconductor se generan continuamente pares de electrones (utilizando energía térmica). En el equilibrio, éstos también se recombinan cuando (posteriormente) chocan entre sí. Se crea un equilibrio en el que el número de portadores es una función fuertemente creciente de la temperatura.

Ahora bien, cuando el semiconductor está dopado, el número de portadores mayoritarios será muy elevado, por lo que cuando los portadores minoritarios se generen espontáneamente (lo que sigue ocurriendo), tendrán muchas más posibilidades de recombinarse con un portador mayoritario rápidamente. Esto significa que el número de portadores minoritarios disminuirá, pero no se convertirá en cero.

Existe una ecuación que lo describe (Ley de Acción de Masas). Básicamente, el producto de los portadores mayoritarios*minoritarios es una constante (a una temperatura determinada). Al doparse, la mayoría aumenta y la minoría disminuye.

Sin dopar, esto da ne = nh; ne x nh = constante. Cuando se dopa a Ne, se obtiene ne x nh = Ne x Nh.

Answer 2

La potencia y la corriente de choque de un TVS son proporcionales al área de unión. Los diodos TVS se construyen con un área de unión de gran sección transversal para absorber los transitorios elevados.

Las características VI son similares a las del Zener, pero los TVS están diseñados y probados para la supresión de transitorios.