Qualcuno mi aiuta a capire questa frase: Quando la giunzione è polarizzata direttamente essendo vD positiva, la zona di svuotamento si restringe e la capacità di transizione aumenta. Contemporaneamente, un gran numero di cariche minoritarie è iniettato nella giunzione a causa della polarizzazione diretta e quindi ci sarà un eccesso di cariche minoritarie in prossimità della regione di svuotamento che darà luogo ad un forte fenomeno di accumulazione di cariche.
Grazie
Francesco
Magari se ci dici di cosa stavi leggendo potremmo provare a risponderti . La descrizione che fai e' comune alla maggior parte delle giunzioni a semiconduttore polarizzate in continua. saluti
With max respect L.B.
"Francesco" ha scritto nel messaggio news:C44yb.152164$ snipped-for-privacy@twister1.libero.it...
cariche.
Questo dovrebbe essere semplice da capire. La capacita` di transizione si ha anche in polarizzazione inversa (ed e` usato nei varicap).
Le cariche iniettate, che dopo aver passato la giunzione diventano minoritarie, sono "in piu`" rispetto al caso di polarizzazione nulla. La quantita` di cariche minoritarie dipende dalla corrente che circola, e quindi dalla tensione applicata alla giunzione. Cambi la V di giunzione, cambia la corrente, cambia la quantita` di carica che passa oltre la giunzione (e dinamicamente (*) e` ferma li`). In definitiva cambi la tensione di giunzione, cambia la quantita` di carica intorno alla giunzione: questo comportamento e` interpretabile come una capacita` ( almeno differenziale). Anche quando spegni la giunzione, devi riportare indietro le cariche minoritarie, e questo comportamento e` simile a quello di una capacita`.
(*) L'accumulo di cariche minoritarie e` dinamico, perche' la distribuzione e` costante (esponenziale mi pare), ma e` formata da portatori che arrivano e portatori che si ricombinano.
-- Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)
Una curiosità. E' possibile (in linea di principio, non in pratica perché sicuramente fonde tutto) da parte della corrente di elettroni saturare tutti i legami covalenti vuoti della zona "p"? Mi rendo conto che probabilmente la tensione di giunzione dovrebbe in questo modo raggiungere valori galattici (e così pure la carica accumulata) ma mi è venuto da pensare anche che, dopo aver saturato tutti i legami non si dovrebbe aver più alcun aumento di tensione sulla giunzione mentre gli aumenti dovuti a cadute ohmiche (ammesso che a simili correnti possa ancora valere la legge di Ohm, intesa come legge lineare) continuerebbero ancora come prima.
Altra curiosità più generale sulla conduzione di corrente:
Ammesso di riuscire a far passare in un conduttore tanta corrente da impegnare TUTTI i suoi elettroni liberi (solo per ipotesi, anche perché penso che un simile "conduttore" potrebbe esistere solo allo stato di plasma) la legge di Ohm rimane ancora valida oppure il conduttore "satura" e finisce per comportarsi come una sorta di generatore di corrente? (alla maniera dei diodi termoionici quando la tensione applicata ha svuotato completamente la carica spaziale attorno al catodo).
Propendo più per questa seconda ipotesi ma più a "istinto" che per averci capito veramente qualcosa (l'istinto mi dice però che in tutto l'ambaradan c'entra qualcosa la temperatura, la pressione e soprattutto il confinamento di tale "conduttore" in forma di plasma e che, se fosse vera la prima ipotesi, fare un reattore a fusione nucleare anche di taglia "domestica" sarebbe in effetti molto più semplice di quello che effettivamente è...).
Ciao! Piercarlo
PS - Senza urgenza, sono chiacchiere a ruota libera! :-)
Direi di si`. Ci sono dei casi in cui le cariche iniettate sono in numero maggiore delle cariche dovute al drogaggio: si parla di regime di alta iniezione. Un altro caso si ha nei mos a canale indotto, in cui il canale n viene formato per mezzo di un campo elettrico in un silicio di tipo p.
tieni presente che oltre alla iniezione di un tipo di portatori, ci sono anche quelli di tipo opposto, maggioritari, che comunque vengono sempre prodotti sul contatto silicio-conduttore esterno.
Fino a un certo punto la legge di ohm vale ancora e la caduta sulla zona neutra del silicio e` lineare. Poi capitano i casini :-)
Tutti i portatori liberi partecipano sempre alla conduzione: quello che varia cambiando la corrente e` la velocita` di deriva. Nei metalli ci sono tanti portatori, e quindi la velocita` media e` molto lenta, e non da` problemi di saturazione.
Nei semiconduttori invece la questione e` divera. I portatori liberi sono relativamente pochi (rispetto al numero di atomi di silicio), e quindi i portatori devono "correre". C'e` pero` una velocita` limite, dalle parti di uncentinaio di kilometri al secondo, raggiunta la quale la corrente "satura" (saturazione di velocita`). Prima di arrivare alla saturazione di velocita`, si hanno altri fenomeni di non linearita`, e a valocita` elevate si ha anche ionizzazione da impatto (valanga). Credo che questa roba ci sia sul ghione che avevi comprato.
Non e` plasma, ma i portatori sono piu` caldi del reticolo: assorbono energia dal campo ed emettono fononi ottici (fonone di raman). Ci sono dei dispositivi in cui la saturazione di velocita`, l'iniezione di elettroni caldi, e il regime di alta iniezione sono fenomeni importanti (mos submicrometrici, transistori bipolari ad alta tensione...)
Anche la risposta, non ti fidare troppo :-)
-- Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)
Franco ha scritto:
(...)
sempre
Questo l'avevo dimenticato. Praticamente i minoritari tentano sempre di saturare i legami ma al contempo la tensione applicata al contatto "ruba" più che può e quindi nell'equilibrio (dinamico) entra comunque la velocità dei portatori... Mi pare una situazione un po' più rilassata rispetto a quella che mi era venuta in mente.
(...)
Ecco qui c'è un puntone che ho capito male: da qualche parte ho letto che in un conduttore si hanno due grandi gruppi di elettroni: quello sotto forma di "gas" libero e un altro sotto forma "liquida" (l "mare di Fermi" veniva chiamato) che in condizioni ordinarie sono ben legati ai loro atomi di appartenenza e pertanto "stanno alla finestra". Non ho capito se questi "spettatori" possono in certe condizioni essere tirati in ballo (strappati dal mare) o no.
Credo
Il Ghione c'è ancora ma mi sono ripromesso che finché non ho consolidato le mie ossa matematiche (e ho finalmente trovato un sistema per obbligarmi a studiare matematica in maniera seria e non "al volo") non aprirò né lui né altri. Leggere a "balzelloni" ormai non mi porta più da nessuna parte.
Invece mi fido!
Ciao! Piercarlo
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Per avere una ionizzazione profonda servono livelli di energia molto elevati, e quindi temperature elevate. A quelle temperature il metallo e` vapore gia` da un bel po' :-). Non lo chiamerei mare di fermi, che e` un'altra cosa. Gli elettroni liberi nel metallo formano il mare di fermi: gli elettroni si dispongono dal fondo della banda di conduzione a energie sempre piu` alte a causa del principio di esclusione di pauli. A
0 K capita che tutti i livelli dal fondo della banda di conduzione fino al livello di fermi sono occupati, e il livello di fermi rappresenta la superficie del mare di fermi. Se scaldi puoi avere degli elettroni (di conduzione) che al posto di essere ben impacchetati ai livelli di energia piu` bassi, riesce a passare al di sopra del livello di fermi e la distribuzione cambia un pochino. Ci vorrebbe un disegno!Fai male :-)! Quella roba sul livello di fermi e` da parecchio che non la uso.
Ciao
-- Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)
(...)
Bhe, comunque mi hai chiarito (forse) il dubbio "marittimo". Vediamo se ho capito: "mare" o "gas" sono comunque elettroni di conduzione solo che, mentre il mare rappresenta degli elettroni per così dire "a riposo" (rispetto all'agitazione termica), il "gas" rappresenta gli elettroni eccitati dall'agitazione termica. Poiché, se non ho preso un fiascone, la conducibilità termica del conduttore è dato dal "gas" ciò dovrebbe spiegare perché, visto che gli elettroni che possono condurre corrente sono quelli del "gas" più quelli del "mare" (quindi molti di più di quelli che possono condurre calore), sia possibile fondere un conduttore facendogli passare un'adeguata corrente.
La cosa mi fa venire da pensare alcune cose:
1) Finché la corrente che scorre nel conduttore coinvolge solo gli elettroni del "gas" la combinazione tra aumento di temperatura e resistività del conduttore "non" dovrebbe consentire al conduttore di raggiungere temperature pericolose in grado di fonderlo.2) Quando la corrente che scorre nel conduttore è tale da coinvolgere più elettroni di quelli disponibili a dissipare calore allora, alla lunga, il conduttore non potrà fare a meno di surriscaldarsi e fondere.
Quanto sopra nell'ipotesi di alimentare il conduttore con un generatore di corrente costante.
Poi, se anche qui non mi son fatto un bicchierino, ne dovrebbe conseguire anche che la corrente sostenibile da un'emissione termoionica non possa, senza il concorso di altri fattori, fondere il conduttore che emette elettroni. In effetti l'emissione termoionica potrebbe essere vista anche come un modo per disperdere calore e quindi raffreddare il conduttore...
Se vuoi picchiarmi sono sempre a MIlano... :-)
Ciao! Piercarlo
Quasi! Stai mettendo insieme due espressioni "immaginifiche" che insieme non possono stare.
Ti dico rapidamente quello che ho capito io. Il gas di elettroni e` l'insieme di tutti gli elettroni di conduzione, liberi di muoversi, indipendentemente dalla loro energia.
Invece il mare di elettroni, o meglio mare di fermi, riguarda il fatto che la distribuzione degli elettroni parte dal fondo della banda di valenza e sale, nei metalli, per parecchi elettronvolt. A 0K gli elettroni arrivano fino a una energia massima (dove ce ne sono il massimo numero), e nessuno oltre a questo livello.
Gli elettroni che non sono vicini alla superficie del mare di fermi riempiono tutti gli stati energetici, e quindi possono interagire male con il resto del mondo, perche' dovrebbero essere portati oltre al livello di fermi.
Devo farmi due chiacchere con qualche amico fisico, stai andando nel difficile :-). COnfermo pero` che gli elettroni "profondi" non contribuiscono quasi per nulla alle proprieta` termiche del metallo.
Devo pensarci su, vista l'ora meglio che non dica nulla, sarebbe sbagliato.
Mi pare di ricordare che nell'emissione termoionica ci sia ancora una barriera di potenziale da superare per uscire, e quindi gli elettroni che escono sono relativamente pochi e ben oltre il livello di fermi.
Ciao, cerco notizie su quello che ho lasciato in sospeso.
-- Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)
Ecco appunto, uno svarione (almeno) e` scappato. Non contribuiscono alla capacita` termica, non alle proprieta` termiche in generale.
-- Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)
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