Corrente elettroni e lacune

Studiando i semiconduttori e la giunzione P-N, mi e' *molto difficile* immaginare e quindi capire tutte le correnti (drift, diffusione..ecc..) che entrano in gioco dovute ad i relativi spostamenti di elettroni e le lacune.

Nello studio di un semplice circuito(ad es. un diodo con in serie una resistenza ed una batteria), alla fine, quello che consideriamo, e' una

*sola* corrente(diretta o inversa).

Mi potreste indicare qualche link, o spiegare in parole semplici(alla "Franco".. ;-)..), se possibile, come schematizzare mentalmente tutte quelle correnti che entrano in gioco in una giunzione P-N?????

All'esterno della giunzione P-N, la corrente magicamente diventa

*unica* .. :-)))

Come e' possibile???

Ciao e grazie a tutti

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Pino
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perche' all'esterno la corrente e' unica

scherzi a parte

il concetto di lacuna e' abbastanza teorico perche' quelli che si muovono realmente sono sempre e solo gli elettroni ( almeno nei solidi lasciamo paerdere la conduzione nei liquidi e nei gas ) ed in linea di principio si potrebbe ragionare solo in termini del moto degli elettroni

nel diodo o meglio nella giunzione del diodo esistono due zone in cui non esiste piu' la neutralita' della distribuzione delle cariche cioe' zone in cui c'e' un eccesso di elettroni rispetto ai nuclei ( carichi positivamente ) e zone in cui vi e' un eccesso di nuclei rispetto agli elettroni , nel ognuno dei casi conviene ragionare in termini di portatori in eccesso eletroni nel pimo caso lacune nel secondo.

dove si ristabilisce l'equilibrio tra le cariche cioe' all'esterno della giunzione vera e propria li si ritorna a ragionare esclusivamente in termini di elettroni ( conduzione nei metalli )

P.S. se hai accesso a qualche buon libro sui dispositivi ii disegni possono aiutare ( cito il Milmann ma gia' so che molti si adireranno )

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mmm

Io ho studiato sul Sedra Smith (che per la cronaca si trova pure sui p2p) ed è abbastanza chiaro!

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Airone

mmm wrote in news:NYyve.29981$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it:

L'effetto Hall mostra che nei semiconduttori non è così.

Ciao, AleX

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AleX

quel giorno a lezione ero assente :-(

seriamente, non mi sono mai interessato alla fisica dell'effetto hall ne se ne e' mai parlato nei corsi che ho seguito.

se hai dei riferimenti precisi mi piacerebbe dargli un'occhiata.

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mmm

"mmm" ha scritto nel messaggio news:NYyve.29981$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it...

se ti riferisci alla zona di carica spaziale, non ci siamo proprio. anzi, da quello che dici sembra che confondi le lacune con i nuclei!

se ti riferisci alle due regioni quasi-neutre, anche qua sbagli: ci sono correnti di diffusione (portatori minoritari) e di drift (maggioritari che si spostano verso la giunzione mentre si riconbinano con i minoritari) nonchè le correnti che alimentano la ricombinazione (se siamo in polarizzazione diretta) nella regione di carica spaziale. nulla a che vedere coi metalli.

il Milmann è tutto tranne che un libro di dispositivi

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dr. piripicchio

mmm wrote in news:30Cve.30179$ snipped-for-privacy@tornado.fastwebnet.it:

Capita. :-)

Uh, da noi "elettronica I" era in realtà "fisica dello stato solido" :-)

Guarda, i primi link che mi capitano a tiro sono questi:

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nel secondo in particolare puoi leggere: "If the measurement apparatus is set up as described later in Section III, the Hall voltage is negative for n-type semiconductors and positive for p- type semiconductors"

Ciao, AleX

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AleX

AleX ha scritto:

Scusa Alex, quindi in realta' anche le lacune si spostano???

Pensavo che lo spostamento delle lacune fosse fittizio, e che in realta', fossero sempre gli elettroni a spostarsi e dar luogo a corrente.

Puoi, se ti e' possibile, farmi un riepilogo di queste *maledette* correnti che non riesco proprio ad immaginare???

Ciao e grazie mille=20 Pino

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Pino

chiedo scusa a chi ha postato per primo la domanda ma mi sa di aver semplificato un po' troppo e sparato un po' di boiate assortite

l'esame di componenti e' un po' troppo lontano ed andavo a memoria

prometto che da oggi mi interessero' solo di circuiti e non di fisica dei semiconduttori ( quando ci vuole ci vuole ! )

ora pero' tocca a voi, piu' giovincelli, spiegargli per bene la faccenda che non e' delle piu' semplici

il problema e' ce non riesco a considerare il milmann un libro di circuiti per cui ricade nella nella precedente categoria visto che almeno 3 capitoli ne parlano ...

comunque altri han citato fonti migliori .

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mmm

Uhm... qui si va un po' sul filosofico. effettivamente con l'effetto hall si prova che le cariche in movimento sono positive, pero' c'e' qualcosa che mi disturba in tutto questo. La lacuna e' definita come "assenza di elettrone". Fatti i calcoli salta fuori anche che e' ha una massa negativa. Secondo me e' tutto un artificio per spiegare con i concetti usuali una situazione ben piu' complessa.

Scola

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nicola scolari

Ora non sono sicuro di ricordarmele tutte, ma se non sbaglio quelle piu' importanti sono le correnti di diffusione (proporzionali al gradiente di carica) e quelle di conduzione (proporzionali al campo elettrico).

Semplicemente per la sovrapposizione degli effetti. se prendi un elettrone dentro la giunzione pn non puoi dire a quale dei differenti effetti e' dovuto il suo movimento. La corrente e' sempre unica, ma le sue cause possono essere molteplici: per questo si calcolano le differenti contribuzioni dovute ei vari effetti e le si combinano per ottenere la corrente totale (ok, a questo punto il problema che si potrebbe porre e' perche' si combinano linearmente e non secondo un'altra formula, ma qui diventa veramente una questione di elettrotecnica).

Ciao Scola

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nicola scolari

nicola scolari wrote in news:42bfca13$1 @epflnews.epfl.ch:

Uhmmm... questa non me la ricordo. Sei sicuro? Non ti confondi con la massa efficace piuttosto?

Questo senz'altro, non per niente si parla di meccanica quantistica :-) BTW, un altra cosa che rende difficile spiegare la lacuna come spostamento di elettroni nasce proprio da questo: alle temperature ordinarie la funzione d'onda dei portatori di carica si estende su una regione di spazio ben maggiore dello spazio interatomico, non ha molto senso ragionare in termini di salto da un legame all'altro. (Tyagi, "Introduction to semiconductors material...") Anche se questa può essere una utile semplificazione per introdurre i semiconduttori.

Ciao, AleX

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AleX

Ni

No, massa positivissima :-). E una massa efficace, definita con la relazione di dispersione energia-impulso. E la massa efficace, che cambia a seconda della relazione di prima, e` una cosa "vera", che e` alla base dei gunn.

Se vai a vedere la definizioni di tutte le particelle e relative proprieta` in meccanica quantistica, c'e` da divertirsi :-)

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

"Pino" wrote in news:1119812173.522638.281280 @f14g2000cwb.googlegroups.com:

Si. E il loro moto è indipendente da quello degli elettroni.

E' una semplificazione, un modello. In realtà dovresti tenere conto che, comunque, l'elettrone (e la lacuna) non sono esattamente delle particelle, ma sono descrivibili come funzioni d'onda.

La corrente di drift (o deriva) è legata ad un campo elettrico, quella di diffusione invece ad una differenza di concentrazione (vedi moto termico).

In una giunzione PN le cariche spaziali nella regione di svuotamento determinano un campo elettrico tende a "spingere" (corrente di drift) gli elettroni della regione P(portatori minoritari) verso la regione N (lo stesso avviene per le lacune, portatori minoritari, della regione N verso la regione P). Contemporaneamente dalle due regioni P ed N i rispettivi portatori maggioritari tendo a diffondere verso le zone a minor concentrazione (quindi lacune da P a N e elettroni da N a P): correnti di diffusione.

All'equilibrio termico la tendenda alla diffusione di elettroni e lacune è bilanciata dalle rispettive correnti di deriva, con il risultato di una corrente netta nulla. Quando applichi una polarizzazione esterna alteri questo equilibrio ed ottieni una corrente *complessiva* non nulla.

Ciao, AleX

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AleX

Uhm... uhm... ho dei vecchi ricordi (mi sono lanciato piu' sui circuiti che sui dispositivi), ma ricordo un calcolo in cui usciva una massa negativa. Dovrei andare a ripescare il libro di semiconduttori ma sono quasi sicuro che una massa negativa saltava fuori (ricordo benissimo lo sgomento della classe ed il professore che spiegava il perche' specificando che era una definizione di massa e che non intendeva che fosse una massa reale).

Stasera riguardo gli appunti.

Ciao Scola

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nicola scolari

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