Descarregar extracte - e-BUC

82 Dispositius electrònics i fotònicsd’origen perquè "s’oposa" a la difusió, "retornant" forats a la regió P, i electrons a la regió Nper arrossegament. Mentre domini la difusió disminuiran les concentracions de majoritarisen les seves regions respectives, reforçant el dipol de càrrega i fent augmentar el campelèctric. Al cap d'un temps s’arriba a un equilibri entre la difusió i l’arrossegament, demanera que ambdós corrents es neutralitzen exactament en cada punt, i així s’assoleixl’equilibri tèrmic, que s’ha representat en el diagrama de bandes de l’apartat 2.1.1.2.1.6 Contactes entre metall i semiconductorEls terminals d’un dispositiu que conté una junció PN, com és el cas d’un díode, han de sermetàl·lics, tal com indica la figura 2.5. En el contacte entre un metall i un semiconductortambé apareix un dipol de càrrega d’espai similar al d’una junció PN. Aquesta afirmació seràjustificada al final d'aquest capítol. El dipol esmentat dóna lloc a un potencial de contacteentre el metall i el semiconductor.Entre el terminal d’ànode (A) i el de càtode (K) hi ha, en equilibri tèrmic, tres potencials decontacte: V c1 entre metall i semiconductor P, V bi en la junció PN, i V c2 entre el semiconductorN i el metall. La suma dels tres potencials ha de ser zero, de manera que V A = V K , ja quealtrament un díode en equilibri tèrmic es comportaria com una font de tensió i això ésincompatible amb els principis de la termodinàmica.Demostrarem en l'esmentat apartat que quan es polaritza un dispositiu com el de la figura2.5 es poden donar dues situacions diferents en els terminals: que els potencials decontacte entre metall i semiconductor es mantinguin constants, amb el seu valor d’equilibri,o que, al contrari, una part de la tensió V A -V K caigui en aquests contactes. Únicament elprimer tipus de contacteFigura 2.5 Potencial de contacte entre ànode i càtode d’una junció PN en equilibri.serà útil per construir els terminals d’una junció PN. Aleshores tota la tensió aplicadaapareix en la ZCE de la junció PN, suposant que en les zones neutres el camp elèctric siguiinapreciable. Per justificar aquesta hipòtesi observem que en les zones neutres no hi hacàrrega neta localitzada i, d’acord amb la llei de Poisson no hi ha camp. Suposarem que lespossibles caigudes de tensió en les zones neutres associades al pas de corrent són petites,però discutirem aquest punt en l’apartat 2.5 i veurem com corregir el model de dispositiu encas que la suposició que ara fem no sigui acceptable.© Els autors, 2006; © Edicions UPC, 2006