salve, sto studiando le giunzioni p-n ma c'e' una cosa che non ho capito e magari qualcuno puo' illuminarmi...riguardo alla polarizzazione inversa il mio testo dice questo :
" nella polarizzazione inversa si alza la barriera, le *cariche di maggioranza* rimangono bloccate, mentre quelle di *minoranza* passano indisturbate e danno luogo alla corrente di saturazione inversa"...
ecco qualcuno sarebbe cosi' gentile da spiegarmi che differenza c'e' tra le cariche di minoranza e quelle di maggioranza ?...ma non sono sempre elettroni quelli che passano attraverso il diodo ?... grazie mille
le cariche di minoranza nella zona p sono elettroni, le cariche di minoranza nella zona n sono le lacune che rappresentano una carica fittizia positiva. elettroni e lacune sottoposte ad un medesimo campo hanno comportamento opposto nel senso che le lacune sono attratte dal morsetto negativo o respinte da quello positivo se preferisci;gli elettroni sono attratti dal potenziale positivo o respinti da quello negativo. per adesso può bastare? se hai altre domande posta
no, non sono sempre elettroni :o) in un semiconduttore, esistono __due__ tipi di cariche mobili: gli elettroni, e le lacune (o "buchi"). Queste ultime, a parte una piccola differenza di mobilità, si comportano sostanzialmente come un elettrone con carica positiva (per un certo tempo, anzi, furono identificate con i positroni, idea che però fu ben presto abbandonata); ovviamente, se gli elettroni sono sospinti nella direzione del potenziale crescente, le lacune sono sospinte nella direzione del potenziale decrescente, quindi in direzione opposta agli elettroni.
[Se per caso ti venissero dei dubbi, l'esistenza di due tipi distinti di corrente in un semiconduttore è sperimentalmente provata mediante l'effetto Hall, ma per adesso è meglio non complicare ulteriormente le cose.]
Entrambi i tipi di carica possono costituire una corrente elettrica; per questo motivo, le cariche mobili di entrambi i tipi vengono chiamate genericamente "portatori", rispettivamente di tipo N gli elettroni e di tipo P le lacune.
Il prodotto delle concentrazioni dei portatori dei due tipi è una funzione della quantità di coppie elettrone + lacuna che si formano a causa della dissociazione termica, della ionizzazione da radiazione eccetera, per cui è una quantità che, a temperatura e irradiazione costanti, è praticamente anch'essa una costante.
In un semiconduttore drogato si introduce artificialmente un eccesso di un tipo di portatori, e ciò, per quanto detto sopra, fa diminuire (in proporzione geometrica) la concentrazione dell'altro tipo di portatori; a questo punto, è naturale chiamare "maggioritari" i portatori più numerosi, e "minoritari" quelli meno numerosi :)
La concentrazione dei portatori maggioritari tipicamente è di *molti* ordini di grandezza superiore a quella dei portatori minoritari (dove l'entità di quel "molti" dipende da quanto sia stato drogato il cristallo).
Risolto questo mistero, dedichiamoci ora alla giunzione, che per semplificare supporremo sia perfettamente uniforme, in maniera che il campo elettrico sia a sua volta uniforme; questo campo elettrico può essere disposto in due maniere diverse:
- potenziale maggiore al lato P della giunzione, in modo che (vedi sopra) i portatori P (le lacune), che nel lato P sono la maggioranza, siano sospinti verso il lato N, e contemporaneamente i portatori N (gli elettroni), che sono la maggioranza nel lato N, siano sospinti verso il lato P. In questo caso, che viene detto di "polarizzazione diretta", si hanno attraverso la giunzione due correnti, una di portatori N ed una di portatori P, sostenute da un numero di cariche molto grande, in quanto sono appunto le cariche di maggioranza dei due cristalli componenti la giunzione. Queste correnti perciò sono molto intense, e costituiscono la corrente di conduzione diretta della giunzione.
- potenziale minore al lato P della giunzione e maggiore al lato N, in modo che i portatori che dal lato P vengono sospinti verso il lato N sono gli elettroni, che sono i portatori di minoranza (del cristallo P) e quindi sono pochi, ed analogamente i portatori che dal lato N vengono sospinti verso il lato P sono le lacune, che sono ancora una volta i portatori di minoranza (del cristallo N) e quindi sono sempre pochi. La corrente che si ottiene con questa polarizzazione, che viene detta "inversa" è tipicamente assai minore di quella che si aveva nel caso precedente, in quanto assai minore è il numero di cariche coinvolte.
Vedrai in futuro che le correnti sostenute da cariche di minoranza non sono sempre piccole... ma per il momento mi fermo qui!
Ciao!
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73 es 51 de i3hev, op. mario
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Il Mon, 31 Jan 2005 21:20:39 GMT, GaLoIs ha scritto:
ti ringrazio sei stato chiarissimo... in conclusione la corrente di saturazione inversa e' data soltanto ed esclusivamente dal movimento delle cariche di minoranza ?
Nei semiconduttori ci possono essere sia elettroni che lacune come portatori. Sono *due* tipi di portatori distinti, gli elettroni negativi e le lacune positive.
Per il resto vedi la risposta di galois.
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Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
C'e' una cosa pero' che non mi e' chiara... se il diodo fa parte di un circuito attraverso il qualche scorre corrente, le lacune si muovono solo all'interno del diodo ?...oppure circolano anche lungo un ipotetica pista di rame e lungo tutti gli elementi del circuito ?...
"> C'e' una cosa pero' che non mi e' chiara... se il diodo fa parte di un
in realtà si deve introdurre nel problema i contatti che sono regioni particolari, con una teoria particolare. le lacune vanno intese come particella di comodo, non esistono in realtà. il loro è un moto relativo nel senso che dove esiste una mancanza di carica negativa (lacuna) si ha un legame vacante, e gli elettroni che si trovano in prossimità vanno a colmare questa lacuna, lasciandone a loro volta una. spero di essere stato chiaro
Le lacune possono circolare liberamente solo ed esclusivamente all'interno del semiconduttore, perché la lacuna appartiene ad una banda di energie (quella che in tempi lontani veniva chiamata "banda di valenza") per la quale nei conduttori ordinari lo spostamento di cariche non è consentito. In pratica, all'interfaccia tra semiconduttore e conduttore accade tutta una serie di fenomeni che si potrebbero descrivere __molto a spanne__ dicendo che le lacune si fermano "alla fine del cristallo" e gli elettroni che entrano nel cristallo provenendo dal conduttore le vanno a "riempire".
Però, scusa la domanda: ma su che (razza di) libro stai studiando, che non spiega queste cose? Forse è il caso di prenderne in considerazione un altro... :-o
Ciao!
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Il Wed, 02 Feb 2005 00:07:14 +0100, i3hev, mario held ha scritto:
Sto studiando dalla dispensa in Word del mio professore...purtroppo non ho molto tempo per approfondire quindi studio solo da li' e quando non capisco qualcosa integro con la rete oppure chiedendo sul ng...
Questo non è vero, anche i metalli conduttori, come il rame sono studiati con lo stesso modello usato per i semiconduttori, quello che accade è che l'elettrone, nella transizione di banda, per saltare il gap, oltre a cambiare il valore di energia, cambia anche il suo valore di quanttà di moto lungo una delle tre direzioni cristalline, pe cui passa calla banda di conduzione (o di valenza) lungo una direzione, a quella di valenza (o di conduzione) lungo un'altra. I metalli, infatti sono caratterizzati dal fatto che hanno almeno una coppia di bande come quelle appena descritte che si accavallano. A questo punto anche nei conduttori si può inserire il concetto di lacuna, solo che questa "nuova " teoria non porterebbe a nessun risultato nuovo rispetto a quella "classica".
ehm... fai come credi, ma l'esperienza personale mi ha insegnato che le cose che non hai capito o non ti sono chiare sono, fatalmente, quelle che ti vengono chieste all'esame... o forse, chissà, sono solo molto sfigato!
ecco, appunto: ti rispondi da solo! :o) Non credo che l'amico che ha fatto la domanda abbia bisogno di teorie che complichino la spiegazione senza aggiungere ulteriore comprensione dei fenomeni... >:-) Peraltro, come ho appena scritto in altro post, è passato troppo tempo perché io mi senta d'ingolfarmi in una discussione teorica approfondita, però non ricordo che sia mai stata dimostrata sperimentalmente l'esistenza di una corrente di lacune in un conduttore metallico, ne' che il modello del legame metallico (a gas di elettroni) consideri l'esistenza di lacune mobili :-o
Ciao!
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