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La giunzione pn

Se in un cristallo di materiale semiconduttore vengono introdotte da un lato impurità di tipo p, dall'altro impurità di tipo n, si viene a creare fra le due zone una giunzione pn.

La presenza di lacune in eccesso nella zona p e di elettroni liberi nella zona n determina un'interazione fra gli atomi in prossimità della giunzione e si ricombinano con le lacune della zona p; analogamente alcune lacune della zona p si diffondono ricombinandosi con glin elettroni presenti nella zona n.

Ciò crea una regione che a causa delle ricombinazioni elettrone-lacuna è priva di portatori liberi . Inoltre nelle vicinanze della giunzione, gli atomi che hanno acquisito per ricombinazione un elettrone diventano ioni negativi (-)mentre quelli che hanno acquisito una lacuna (cioè hanno perso un elettrone) diventano ioni positivi (+).

Si crea, dunque, una zona di portatori liberi detta zona di svuotamento o di deplezione che presenta una certa carica negativa dal lato p e una certa carica positiva dal lato n.
Si può osservare che tale regione, che ha uno spessore dell'ordine di 0,5 µm, si presenta come una porzione di dielettrico e determina un effetto capacitivo ai capi della giunzione.

La carica che a causa della diffusione si accumula in prossimità della giunzione genera un campo elettrico; questo si oppone ad un ulteriore diffusione di portatori maggioritari (elettroni verso sinistra e lacune verso destra ) e favorisce invece un flusso di portatori minoritari in verso opposto. In figura sottostante è illustrata la barriera di potenziale che si viene a creare la cui altezza V0 vale pochi decimi di volt in definitiva si creano :

-la corrente di diffusione costituita da portatori maggioritari
-la corrente di deriva (drift) costituita da portatori minoritari che si formano per effetti termici.

Si raggiunge l'equilibrio quando la corrente di diffusione eguaglia quella di deriva.







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