in più di un'occasione ho letto il principio di funzionamento della giunzione pn: in caso di polarizzazione diretta la tensione esterna da l'energia agli elettroni in sovrabbondanza della zona n a raggiungere e completare i "buchi" presenti nella zona p. Ma a livello microscopico come è disposta effettivamente la giunzione: le due zone sono affacciate o sovrapposte? Che percorso segue la corrente elettrica? Intendo chiedere come si distribuisce? In maniera uniforme, oppure a dei percorsi privilegiati?
Come ti è stato già risposto, è un unico pezzo in cui i droganti si fanno avanzare per diffusione da un estremo verso la giunzione ad alte temperature (processo di diffusione). Oppure si crea uno strato di silicio drogato di un tipo, per condensazione, su uno strato di silicio drogato di tipo opposto (crescita epitassiale). Se cerchi questi procedimenti tecnologici su google troverai maggiori dettagli di quanto ti possa dire io in due parole.
La giunzione la potremo paragonare ad una zona dello spazio in cui si passa da una zona drogata all'altra. Questa divisione tra le zone può essere più o meno netta a seconda del processo usato. Naturalmente è pura immaginazione che il drogaggio sarà perfettamente uniforme in tutte le direzioni spaziali. La corrente attraverserà tutto il volume della barretta di silicio. Tuttavia in certe microregioni, per impurità o per imperfezioni del reticolo, la corrente può trovare meno resistività del mezzo e quindi addensarvisi maggiormente. Ma nel caso dei diodi sono fenomeni trascurabili.
Caso diverso per i bjt dove un fenomeno simile, il current crowding, provoca addensamenti di corrente in zone "precise" della giunzione ma questo è dovuto ad altri fenomeni non dipendenti dalla giunzione in se.
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Diciamo che non è proprio così. La giunzione ha una zona svuotata al centro, nella parte N la zona svuotata è fatta da ioni positivi (donatori ionizzati) e la parte P è fatta da ioni negativi (accettatori ionizzati). Questi ioni non concorrono alla conduzione e proprio in queste due zone, essendoci una differenza di carica, è presente un campo elettrico o meglio una differenza di "potenziale". Quando polarizzi il diodo direttamente, il campo elettrico che genera la batteria (che in genere è più grande di quello della giunzione, se la tensione è maggiore della tensione di attivazione del diodo), prevale, e dunque c'è uno scorrimento di portatori maggioritari (elettroni dalla zona n alla p e lacune dalla zona p alla n). In realtà è un pò più complesso, perché quella zona svuotata si viene a creare per gradiente di concentrazione (in pratica è come se metti una goccia di inchiostro in un bicchiede d'acqua: si diffonde). Ecco, la stessa cosa avviene quando una grande quantità di elettroni (scomparto N) viene affacciato ad un reticolo dove c'è una grande concentrazione di lacune (scomparto P), allora avviene un transito, fino a quando si crea questa zona e dunque uno squilibrio di carica, che crea il campo elettrico alla giunzione. Questo campo elettrico interno, blocca questo transito. La batteria vince questo campo e fa passare corrente. Quando contropolarizzi, il campo elettrico della batteria si "somma" a quello della giunzione, e le cariche non passeranno ancor di più, a ragione del fatto che anziché trovare il campo elettrico normale della giunzione che ne impedisce il passaggio, ne trovano uno ancor più grande, che quindi le immobilizza proprio. L'unica corrente che vedi scorrere in contropolarizzazione è la corrente di saturazione inversa, che è costante per ogni tensione che dai in inversa (su un diodo normale, non zener), fino a quando il campo elettrico diventa troppo grande, la giunzione si rompe e vai in "breakdown".
Credo che il blocco di silicio sia drogato in fase di crescita o con la tecnica fotolitografica. I blocchi non sono nè sovrapposti nè giunti fisicamente, ma un blocco intero viene drogato direttamente, da una parte n e da un'altra p.
Beh la corrente nella zona n fluisce nella banda di conduzione di ogni atomo del reticolo, mentre nella zona p la corrente scorre nella banda di valenza. E' un discorso simmetrico, lacuna è un termine che sta ad indicare "la mancanza" di un elettrone, quindi se un elettrone sta nella banda di conduzione, nella banda di valenza di sta una lacuna. La corrente sono cariche in movimento (elettroni (zona N) da una parte e lacune (zona P) dall'altra).
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